Question

【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機合成中的重要試劑。可通過以下反應制得：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生反應，平衡時NO的轉化率 與溫度T、壓強p(總壓)的關系如圖所示：

(1)該反應的△H____(填“>”“<”或“=”)0。

(2)在壓強為p條件下，M點時容器內NO的體積分數為_______。

(3)若反應一直保持在p=b Pa壓強條件下進行，則M點的分壓平衡常數Kp=________(用含b的表達式表示，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×體積分數)。

(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，只與溫度有關)。

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

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

Answer 1

【答案】＜ 40% Pa-1 ＜ 1.1

【解析】

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

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

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

(4)①結合溫度對反應速率的影響回答；

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的轉化率為40%，列三段式求解。

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

(2)根據圖象，在壓強為P條件下，M點時容器內NO的轉化率為50%，根據2NO(g)+Cl2(g)=2ClNO(g)可知，氣體減小的物質的量為反應的NO的物質的量的一半，因此NO的體積分數為=40%；

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

平衡常數K==Pa-1；

(4)①平衡時正逆反應速率相等，溫度升高，正逆反應速率增大，即k正、k逆均增大，因為反應放熱，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。