Question

【题目】亚硝酰氯是工业上重要的原料，是合成有机物的中间体。

2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H＜0

（1）在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min时反应达到平衡。测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1 ,则平衡后NO的转化率α1=_____________。其它条件保持不变，反应在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2________α1(填“＞”“＜”或“＝”)。

（2）若使反应2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) 的平衡常数增大，可采用的措施是___________。

（3）将NO与Cl2按物质的量之比2∶1充入一绝热密闭容器中，发生反应：2NO(g)+Cl2(g)2ClNO △H＜0，实验测得NO的转化率α(NO)随时间的变化经如图所示。NO(g)的转化率α(NO)在t2~t3时间段内降低的原因是______________________________。

（4）在其他条件相同时，向五个恒温的密闭容器中分别充入1molCl2与2molNO,发生反应：2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H< 0,部分反应条件及平衡时ClNO的含量如下表所示：

容器编号	温度/℃	容器体积/L	平衡时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 (填写“大于”、“小于”或“等于”)；

②容器Ⅱ中化学平衡常数K=_________；

③容器Ⅳ、容器Ⅴ分别与容器Ⅰ相比实验条件不同，反应体系总压强随时间的变化如图所示。与容器Ⅰ相比，容器Ⅳ改变的实验条件是_____________________；容器Ⅴ与容器Ⅰ的体积不同，则容器Ⅴ中反应达到平衡时气体总压强(P )的范围是________。

Answer 1

【答案】75% > 降低温度 t2达到平衡,t2~t3段温度升高，平衡逆向移动，NO转化率减小 小于 72 使用催化剂 6Mpa<P<6.75Mpa

【解析】

（1）考查化学平衡的计算，根据化学反应速率的数学表达式，生成ClNO的物质的量为7.5×10－3×10×2mol=0.15mol，消耗的NO的物质的量为0.15mol，NO的转化率为0.15/0.2×100%=75%，恒容状态，反应向正反应方向进行，气体物质的量减少，压强减小，向正反应趋向减小，恒压状态下，压强不变，向正反应方向趋向比恒容大，即α2>α1；（2）考查影响化学平衡常数的因素，正反应是放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，化学平衡常数增大，因此采用措施为降低温度；（3）考查勒夏特列原理，t2时刻NO的转化率最大，说明反应达到平衡，即0～t2时刻反应向正反应方向进行，正反应方向是放热反应，t2时刻后，温度升高，平衡向逆反应方向移动，NO的转化率降低；（4）考查化学平衡常数的计算、勒夏特列原理，①T3>T1，在T1的基础上升高温度到T3，正反应方向是放热反应，平衡向逆反应方向进行，ClNO的量降低，但III和I容器中ClNO的含量相等，III中容器的体积小于I容器，因此V3<2L；②2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)

起始： 2 1 0

变化： 2x x 2x

平衡：2－2x 1－x 2x I容器达到平衡时，ClNO的含量为2/3，因此有，解得x=0.75，根据化学平衡常数的定义，K==72，化学平衡常数只受温度的影响，容器II中温度与容器I的温度相等，因此容器II中化学平衡常数为72；③根据图像，IV比I先达到化学平衡，说明IV的化学反应速率比I快，达到平衡是IV和I压强相同，说明该因素只影响化学反应速率，不影响化学平衡的移动，因此改变的实验条件是使用催化剂；令V容器中消耗Cl2的物质的量为ymol，利用PV=nRT，起始时，达到平衡后，，得出y=3－P/3，V容器压强大于I，平衡向正反应方向进行，y>0.75，即3－P/3>0.75，解得P<6.75，根据压强与时间的关系，推出P的范围是6Mpa<P<6.75Mpa。