Question

【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機(jī)合成中的重要試劑，在工業(yè)上有重要的用途。

(1)已知:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) △H1；

2ClNO(g)+H2O(g)=NO(g)+2HCl(g ) △H2。

則反應(yīng):4ClNO(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2N2O3(g)的△H=_______(用含△H1、△H2 的代數(shù)式表示 )。

(2)將NO與Cl2按物質(zhì)的量之比2:1充入一絕熱密閉容器中，發(fā)生反應(yīng):

2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) △H<0，實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO的轉(zhuǎn)化率α(NO)隨時(shí)間的變化如圖所示。

NO(g)的轉(zhuǎn)化率α(NO)在t2～t3時(shí)間段內(nèi)降低的原因是___________。

(3)在其他條件相同時(shí)，向五個(gè)恒溫恒容的密閉容器中分別充入1mol Cl2 與2 mol NO，發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H<0，部分反應(yīng)條件及平衡時(shí)Cl2 的轉(zhuǎn)化率如下表所示。

容器編號(hào)	溫度/℃	容器體積/L	平衡時(shí)Cl2 的轉(zhuǎn)化率
I	T1	2	75%
II	T2=T1	3	ω2
Ⅲ	T3>T1	V3	75 %
Ⅳ	T4	V4	ω4
V	T5	V5	ω5

①6 min時(shí)容器I中反應(yīng)達(dá)到平衡，則0~6 min內(nèi),v(NO)=______mol·L-l·min-1。

②V3______(填“ > ”“<”或“ = ”) 2。

③容器I中反應(yīng)的平衡常數(shù)的值K2=______，容器Ⅲ中反應(yīng)的平衡常數(shù)的值K3=_____(填“>”“<”或“=”)K2。

④容器Ⅳ、容器V分別與容器I相比只有一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件不同，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示。與容器I相比,容器Ⅳ改變的實(shí)驗(yàn)條件是_______；容器V與容器I 的體積不同，則容器V中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)氣體總壓強(qiáng)(P)的范圍是________。

Answer 1

【答案】 △H1-2△H2 隨著反應(yīng)正向進(jìn)行，在t2時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，又因正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且反應(yīng)在絕熱容器中進(jìn)行，反應(yīng)體系的溫度升高，t2～t3時(shí)間段使平衡逆向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率降低 0.125 < 72 < 加入催化劑 6

【解析】(1)已知:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) △H1；

2ClNO(g)+H2O(g)=NO(g)+2HCl(g) △H2。

根據(jù)蓋斯定律，由①-②×2得反應(yīng):4ClNO(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2N2O3(g)的△H=△H1-2△H2；(2) 隨著反應(yīng)正向進(jìn)行，在t2時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，又因正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且反應(yīng)在絕熱容器中進(jìn)行，反應(yīng)體系的溫度升高，t2～t3時(shí)間段使平衡逆向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率降低；(3) ①6min時(shí)容器I中反應(yīng)達(dá)到平衡，平衡時(shí)Cl2的轉(zhuǎn)化率為75%，則0~6min內(nèi),v(NO)=2 v(Cl2)=2= 0.125mol·L-l·min-1；②反應(yīng)2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) △H<0為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積縮小的正方向移動(dòng)，要使Ⅲ與I 中氯氣轉(zhuǎn)化率相等，必須使容器體積減小以增大壓強(qiáng)使平衡正向移動(dòng)，故V3<2；③容器I中平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為0.125、0.25、0.75、，反應(yīng)的平衡常數(shù)的值K2= K1== 72，容器Ⅲ中溫度高，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，故反應(yīng)的平衡常數(shù)的值K3<K2；④與容器I相比,壓強(qiáng)不變，平衡不移動(dòng)，但反應(yīng)速率加快，故容器Ⅳ改變的實(shí)驗(yàn)條件是加入催化劑；容器V與容器I的起始?jí)簭?qiáng)不同，如圖，若假設(shè)平衡不移動(dòng)，則按比例若壓強(qiáng)從8MPa變?yōu)?MPa,平衡時(shí)的壓強(qiáng)為，由于增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，氣體的物質(zhì)總量減少，總壓減少，但不能小于6MPa，則容器V中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)氣體總壓強(qiáng)(P)的范圍是6<P<6.75。