Question

4．研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時，涉及如下反應(yīng)：2NO（g）+Cl₂（g）?2NOCl（g），在2L恒溫密閉容器中分別進(jìn)行實驗①和實驗②，部分實驗數(shù)據(jù)見下表：下列說法中不正確的是（　　）

實驗編號	反應(yīng)條件	時間	NO/mol	Cl2/mol	NOCl/mol
實驗①	T、恒容	初始	0.2	0.1	0
		10 min	0.05	0.025
		12 min			0.15
實驗②	T、恒壓	初始	0.2	0.1	0

• A． 實驗①中，0～10min內(nèi)，v（NOCl）=7.5×10^-3 mol•L^-1•min^-1
• B． 平衡時若升高溫度，達(dá)到新平衡時K=400，則該反應(yīng)△H＞0
• C． 平衡時實驗②比實驗①的Cl₂轉(zhuǎn)化率大
• D． 若實驗①起始只充入0.4molNOCl，則平衡時NOCl濃度大于0.15mol•L^-1

Answer 1

分析 A．根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計算出實驗①中0～10min內(nèi)的v（NO），然后根據(jù)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)關(guān)系計算出v（NOCl）；
B．利用三段式計算出該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)，然后根據(jù)升高溫度后平衡常數(shù)的變化判斷反應(yīng)移動方向及焓變；
C．該反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)，恒容時隨著反應(yīng)的進(jìn)行壓強逐漸減小，則恒壓時的壓強大于恒容，導(dǎo)致實驗②中平衡向著正向移動，氯氣的轉(zhuǎn)化率增大；
D．若實驗①起始只充入0.4molNOCl，相當(dāng)于加入0.4molNO、0.2molCl₂，與實驗①相比，相當(dāng)于增大了壓強，平衡向著正向移動，導(dǎo)致重新達(dá)到平衡時NOCl的濃度大于實驗①的2倍．

解答 解：A．實驗①中0～10min內(nèi)的v（NO）=$\frac{\frac{0.2mol-0.05mol}{2L}}{10min}$=7.5×10^-3 mol•L^-1•min^-1，NO與NOCl的化學(xué)計量數(shù)相等，則v（NOCl）=v（NO）=7.5×10^-3 mol•L^-1•min^-1，故A正確；
B．10min時NOCl的物質(zhì)的量為：n（NOCl）=n（NO）=0.2mol=0.05mol=0.15mol，12min時NOCl的物質(zhì)的量也是0.15mol，說明10min時已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，
              則：2NO（g）+Cl₂（g）?2NOCl（g），
初始（mol）  0.2           0.1              0
轉(zhuǎn)化（mol） 0.15         0.075          0.15
平衡（mol） 0.05         0.025          0.15
該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{（\frac{0.15}{2}）^{2}}{（\frac{0.05}{2}）^{2}×（\frac{0.025}{2}）}$=720，升高溫度后K=400＜720，說明升溫后平衡向著逆向移動，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0，故B錯誤；
C．該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)，恒容條件下隨著反應(yīng)的進(jìn)行壓強逐漸減小，故恒壓時的壓強大于恒容，導(dǎo)致實驗②中平衡會向著正向移動，與實驗①相比，實驗②中氯氣的轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；
D．若實驗①起始只充入0.4molNOCl，相當(dāng)于加入0.4molNO、0.2molCl₂，假如平衡不移動，則在恒溫恒容條件下得到平衡時時NOCl的濃度為$\frac{0.15mol}{2L}$×2=0.15mol/L，由于與實驗①相比，氣體的物質(zhì)的量增大，則增大了壓強，平衡向著正向移動，導(dǎo)致重新達(dá)到平衡時NOCl的濃度大于實驗①的2倍，即大于0.15mol•L^-1，故D正確；
故選B．

點評 本題考查了化學(xué)平衡的計算，題目難度中等，明確化學(xué)平衡常數(shù)的概念及表達(dá)式為解答關(guān)鍵，注意掌握三段式在化學(xué)平衡計算中的應(yīng)用方法，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力．