Question

【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機(jī)合成中的重要試劑。可通過以下反應(yīng)制得：2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)。按投料比[n(NO):n(Cl2)]=2:1把NO和Cl2加入到一恒壓的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，平衡時NO的轉(zhuǎn)化率 與溫度T、壓強(qiáng)p(總壓)的關(guān)系如圖所示：

(1)該反應(yīng)的△H____(填“>”“<”或“=”)0。

(2)在壓強(qiáng)為p條件下，M點時容器內(nèi)NO的體積分?jǐn)?shù)為_______。

(3)若反應(yīng)一直保持在p=b Pa壓強(qiáng)條件下進(jìn)行，則M點的分壓平衡常數(shù)Kp=________(用含b的表達(dá)式表示，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×體積分?jǐn)?shù))。

(4)實驗測得，v正=k正·c2(NO)·c(Cl2)，v逆=k逆·c2(ClNO)(k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān))。

①達(dá)到平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數(shù)____(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍數(shù)。

②若在2 L的密閉容器中充入1 mol Cl2和1 mol NO，在一定溫度下達(dá)到平衡時，NO的轉(zhuǎn)化率為40%，則k正:k逆=________。(保留一位小數(shù))

Answer 1

【答案】＜ 40% Pa-1 ＜ 1.1

【解析】

(1)根據(jù)圖象，升高溫度，NO的轉(zhuǎn)化率減小，說明平衡逆向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

(2)由差量法進(jìn)行計算，根據(jù)2NO(g)+Cl2(g)=2ClNO(g)可知，氣體減小的物質(zhì)的量為反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量的一半；

(3)設(shè)NO的物質(zhì)的量為2mol，則Cl2的物質(zhì)的量為1mol，列三段式求解平衡K；

(4)①結(jié)合溫度對反應(yīng)速率的影響回答；

②平衡時v正=v逆，則k正c2(NO)C(Cl2)=k逆C2(ClNO)，則=K，已知起始量1molCl2和1mol NO，NO的轉(zhuǎn)化率為40%，列三段式求解。

(1)根據(jù)圖象，升高溫度，NO的轉(zhuǎn)化率減小，說明平衡逆向移動，說明該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0；

(2)根據(jù)圖象，在壓強(qiáng)為P條件下，M點時容器內(nèi)NO的轉(zhuǎn)化率為50%，根據(jù)2NO(g)+Cl2(g)=2ClNO(g)可知，氣體減小的物質(zhì)的量為反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量的一半，因此NO的體積分?jǐn)?shù)為=40%；

(3)設(shè)NO的物質(zhì)的量為2mol，則Cl2的物質(zhì)的量為1mol，列三段式如下：

平衡常數(shù)K==Pa-1；

(4)①平衡時正逆反應(yīng)速率相等，溫度升高，正逆反應(yīng)速率增大，即k正、k逆均增大，因為反應(yīng)放熱，平衡逆向移動，所以k逆比k正增大多；

②已知起始量1molCl2和1mol NO，NO的轉(zhuǎn)化率為40%，則c(NO)=1mol÷2L=0.5mol/L，c(Cl2)=1mol÷2L=0.5mol/L，△c(NO)=0.5mol/L×40%=0.2mol/L，列三段式如下：

平衡常數(shù)K==1.1(mol/L)-1，平衡時v正=v逆，則k正c2(NO)c(Cl2)=k逆c2(ClNO)，則=K=1.1(mol/L)-1。