Question

【题目】（1）亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中常用试剂，已知：2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H＜0，一定温度下，将2 molNO与2 molCl2置于2L密闭容器中发生反应。

①下列可判断反应达平衡状态的是___________(填序号字母)。

A. 混合气体的平均相对分子质量不变 B. 混合气体密度保持不变

C. NO和Cl2的物质的量之比保持不变 D. 每消耗1 moI NO同时生成1molClNO

②为了加快化学反应速率，同时提高NO的转化率，其他条件不变时，可采取的措施有_________(填选项序号字母)。

A. 升高温度 B. 缩小容器体积 C. 再充入Cl2气体 D. 使用合适的催化剂

③一定条件下在恒温恒容的密闭容器中，按一定比例充入NO(g)和Cl2(g)，平衡时ClNO的体积分数随n(NO)/n(Cl2)的变化图像如图(B)所示，当n(NO)/n(Cl2)=2.5时，达到平衡状态，ClNO的体积分数可能是下图中D、E、F三点中的________点。

(2) 在体积为10 L的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol Cl2，在不同温度下发生反应2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)，ClNO的百分含量随时间的变化如图所示。已知T1>T2>T3。

①与实验Ⅰ相比，实验Ⅱ除温度不同外，还改变的条件是__________________。

②实验Ⅲ反应至25 min达到平衡，用NO物质的浓度变化表示的反应速率为__________________。达到平衡时，若实验Ⅲ达到平衡时的热量变化为Q kJ，则该反应的热化学方程式为________。

Answer 1

【答案】AC BC F 加入催化剂 0.008 mol·(L·min)－1 2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) ΔH = -Q KJ/mol

【解析】

(1)①可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的其它物理量不变；

②提高NO的转化率即改变条件反应正向进行，提高反应速率可采取增大浓度、升高温度、加入催化剂、压缩气体，综合两方面解答；

③当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时生成物的含量最大，当=2.5时产物的含量减小；

(2) ①结合影响反应速率和平衡移动的常见因素温度、压强和催化剂分析；

②实验Ⅲ反应至25 min达到平衡 2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)

起始浓度(mol/L) 0.3 0.2 0

变化浓度(mol/L) 2c c 2c

起始浓度(mol/L) 0.3-2c 0.2-c 2c

平衡时ClNO%的含量为50%，则100%=50%，c=0.1，根据v=计算用NO物质的浓度变化表示的反应速率；达到平衡时，Cl2的变化量为0.1mol/L×10L=1mol，反应放出QkJ能量，由此写出该反应的热化学方程式。

(1)①A．反应2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)是体积变化的反应，反应正向进行则气体总物质的量n减小，逆向进行则气体总物质的量n增大，体系中物质总质量m不变，结合M=可知，M不变则各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态，故A正确；

B．反应体系是恒容，各物质均为气态，所以气体的总质量不变，根据ρ=可知，体系中混合气体密度始终不变，即混合气体密度不变不能判定反应是否达到平衡，故B错误；

C．起始投入的NO与Cl2的物质的量之比是1:1，而变化的NO与Cl2的物质的量之比是2:1，所以在未达平衡前，NO与Cl2的物质的量之比是变化的，当NO与Cl2的物质的量之比保持不变时，反应达到平衡状态，故C正确；

D．v(ClNO)正=v(NO)正时，反应正向进行，不能确定是否达到平衡状态，故D错误；

故答案为AC；

②A．升高温度，反应速率加快，平衡会移动，但不知道反应的热效应，无法确定平衡移动的方向，故A错误；

B．缩小容器体积，相当加压，反应正向进行、反应速率加快，故B正确；

C．充入Cl2气体，反应速率加快、反应正向进行，NO的转化率提高，故C正确；

D．使用合适的催化剂，能加快反应速率，但不影响反应移动方向，即NO的转化率不变，故D错误；

故答案为BC；

③当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时生成物的含量最大，当=2.5时ClNO的体积分数减小，所以应该是F点；

(2) 根据ClNO的百分含量随时间的变化的图示，T1>T2>T3，则升高温度，ClNO%不断减小，平衡逆向移动，说明正反应放热，即ΔH＜0；

①与实验Ⅰ相比，实验Ⅱ的反应温度T2＜T1，如果其它条件相同，实验Ⅱ达到平衡所需要的时间应该比实验Ⅰ长，而图示实验Ⅱ达到平衡所需要的时间应该比实验Ⅰ短，实验Ⅱ的反应速率快，则可能使用了催化剂；

②实验Ⅲ反应至25 min达到平衡

平衡时ClNO%的含量为50%，则100%=50%，c=0.1，则用NO物质的浓度变化表示的反应速率v(NO)===0.008 mol·(L·min)－1；达到平衡时，Cl2的变化量为0.1mol/L×10L=1mol，反应放出QkJ能量，则该反应的热化学方程式为2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) ΔH = -Q KJ/mol。