Question

【題目】亞硝酰氯是工業上重要的原料，是合成有機物的中間體。

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時反應達到平衡。測得10min內v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1 ,則平衡后NO的轉化率α1=_____________。其它條件保持不變，反應在恒壓條件下進行，平衡時NO的轉化率α2________α1(填“＞”“＜”或“＝”)。

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

（3）將NO與Cl2按物質的量之比2∶1充入一絕熱密閉容器中，發生反應：2NO(g)+Cl2(g)2ClNO △H＜0，實驗測得NO的轉化率α(NO)隨時間的變化經如圖所示。NO(g)的轉化率α(NO)在t2~t3時間段內降低的原因是______________________________。

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

容器編號	溫度/℃	容器體積/L	平衡時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中化學平衡常數K=_________；

③容器Ⅳ、容器Ⅴ分別與容器Ⅰ相比實驗條件不同，反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示。與容器Ⅰ相比，容器Ⅳ改變的實驗條件是_____________________；容器Ⅴ與容器Ⅰ的體積不同，則容器Ⅴ中反應達到平衡時氣體總壓強(P )的范圍是________。

Answer 1

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

【解析】

（1）考查化學平衡的計算，根據化學反應速率的數學表達式，生成ClNO的物質的量為7.5×10－3×10×2mol=0.15mol，消耗的NO的物質的量為0.15mol，NO的轉化率為0.15/0.2×100%=75%，恒容狀態，反應向正反應方向進行，氣體物質的量減少，壓強減小，向正反應趨向減小，恒壓狀態下，壓強不變，向正反應方向趨向比恒容大，即α2>α1；（2）考查影響化學平衡常數的因素，正反應是放熱反應，降低溫度平衡向正反應方向移動，化學平衡常數增大，因此采用措施為降低溫度；（3）考查勒夏特列原理，t2時刻NO的轉化率最大，說明反應達到平衡，即0～t2時刻反應向正反應方向進行，正反應方向是放熱反應，t2時刻后，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，NO的轉化率降低；（4）考查化學平衡常數的計算、勒夏特列原理，①T3>T1，在T1的基礎上升高溫度到T3，正反應方向是放熱反應，平衡向逆反應方向進行，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容器達到平衡時，ClNO的含量為2/3，因此有，解得x=0.75，根據化學平衡常數的定義，K==72，化學平衡常數只受溫度的影響，容器II中溫度與容器I的溫度相等，因此容器II中化學平衡常數為72；③根據圖像，IV比I先達到化學平衡，說明IV的化學反應速率比I快，達到平衡是IV和I壓強相同，說明該因素只影響化學反應速率，不影響化學平衡的移動，因此改變的實驗條件是使用催化劑；令V容器中消耗Cl2的物質的量為ymol，利用PV=nRT，起始時，達到平衡后，，得出y=3－P/3，V容器壓強大于I，平衡向正反應方向進行，y>0.75，即3－P/3>0.75，解得P<6.75，根據壓強與時間的關系，推出P的范圍是6Mpa<P<6.75Mpa。