Question

【題目】亞硝酰氯是工業(yè)上重要的原料，是合成有機(jī)物的中間體。

2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H＜0

（1）在恒溫條件下,向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡。測(cè)得10min內(nèi)v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1 ,則平衡后NO的轉(zhuǎn)化率α1=_____________。其它條件保持不變，反應(yīng)在恒壓條件下進(jìn)行，平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率α2________α1(填“＞”“＜”或“＝”)。

（2）若使反應(yīng)2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) 的平衡常數(shù)增大，可采用的措施是___________。

（3）將NO與Cl2按物質(zhì)的量之比2∶1充入一絕熱密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)+Cl2(g)2ClNO △H＜0，實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO的轉(zhuǎn)化率α(NO)隨時(shí)間的變化經(jīng)如圖所示。NO(g)的轉(zhuǎn)化率α(NO)在t2~t3時(shí)間段內(nèi)降低的原因是______________________________。

（4）在其他條件相同時(shí)，向五個(gè)恒溫的密閉容器中分別充入1molCl2與2molNO,發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H< 0,部分反應(yīng)條件及平衡時(shí)ClNO的含量如下表所示：

容器編號(hào)	溫度/℃	容器體積/L	平衡時(shí)ClNO含量(占比)
Ⅰ	T1	2	2/3
Ⅱ	T2=T1	3	W2
Ⅲ	T3＞T1	V3	2/3
Ⅳ	T4	V4	W4
Ⅴ	T5	V5	W5

①V3________2 (填寫“大于”、“小于”或“等于”)；

②容器Ⅱ中化學(xué)平衡常數(shù)K=_________；

③容器Ⅳ、容器Ⅴ分別與容器Ⅰ相比實(shí)驗(yàn)條件不同，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示。與容器Ⅰ相比，容器Ⅳ改變的實(shí)驗(yàn)條件是_____________________；容器Ⅴ與容器Ⅰ的體積不同，則容器Ⅴ中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)氣體總壓強(qiáng)(P )的范圍是________。

Answer 1

【答案】75% > 降低溫度 t2達(dá)到平衡,t2~t3段溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，NO轉(zhuǎn)化率減小 小于 72 使用催化劑 6Mpa<P<6.75Mpa

【解析】

（1）考查化學(xué)平衡的計(jì)算，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式，生成ClNO的物質(zhì)的量為7.5×10－3×10×2mol=0.15mol，消耗的NO的物質(zhì)的量為0.15mol，NO的轉(zhuǎn)化率為0.15/0.2×100%=75%，恒容狀態(tài)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，氣體物質(zhì)的量減少，壓強(qiáng)減小，向正反應(yīng)趨向減小，恒壓狀態(tài)下，壓強(qiáng)不變，向正反應(yīng)方向趨向比恒容大，即α2>α1；（2）考查影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)增大，因此采用措施為降低溫度；（3）考查勒夏特列原理，t2時(shí)刻NO的轉(zhuǎn)化率最大，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，即0～t2時(shí)刻反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)，t2時(shí)刻后，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率降低；（4）考查化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、勒夏特列原理，①T3>T1，在T1的基礎(chǔ)上升高溫度到T3，正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，ClNO的量降低，但III和I容器中ClNO的含量相等，III中容器的體積小于I容器，因此V3<2L；②2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)

起始： 2 1 0

變化： 2x x 2x

平衡：2－2x 1－x 2x I容器達(dá)到平衡時(shí)，ClNO的含量為2/3，因此有，解得x=0.75，根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，K==72，化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，容器II中溫度與容器I的溫度相等，因此容器II中化學(xué)平衡常數(shù)為72；③根據(jù)圖像，IV比I先達(dá)到化學(xué)平衡，說(shuō)明IV的化學(xué)反應(yīng)速率比I快，達(dá)到平衡是IV和I壓強(qiáng)相同，說(shuō)明該因素只影響化學(xué)反應(yīng)速率，不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)，因此改變的實(shí)驗(yàn)條件是使用催化劑；令V容器中消耗Cl2的物質(zhì)的量為ymol，利用PV=nRT，起始時(shí)，達(dá)到平衡后，，得出y=3－P/3，V容器壓強(qiáng)大于I，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，y>0.75，即3－P/3>0.75，解得P<6.75，根據(jù)壓強(qiáng)與時(shí)間的關(guān)系，推出P的范圍是6Mpa<P<6.75Mpa。