Question

【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機合成中的重要試劑，在工業上有重要的用途。

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

2ClNO(g)+H2O(g)=NO(g)+2HCl(g ) △H2。

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

(2)將NO與Cl2按物質的量之比2:1充入一絕熱密閉容器中，發生反應:

2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) △H<0，實驗測得NO的轉化率α(NO)隨時間的變化如圖所示。

NO(g)的轉化率α(NO)在t2～t3時間段內降低的原因是___________。

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

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

①6 min時容器I中反應達到平衡，則0~6 min內,v(NO)=______mol·L-l·min-1。

②V3______(填“ > ”“<”或“ = ”) 2。

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

④容器Ⅳ、容器V分別與容器I相比只有一個實驗條件不同，反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示。與容器I相比,容器Ⅳ改變的實驗條件是_______；容器V與容器I 的體積不同，則容器V中反應達到平衡時氣體總壓強(P)的范圍是________。

Answer 1

【答案】 △H1-2△H2 隨著反應正向進行，在t2時反應達到平衡，又因正反應為放熱反應，且反應在絕熱容器中進行，反應體系的溫度升高，t2～t3時間段使平衡逆向移動，轉化率降低 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。

根據蓋斯定律，由①-②×2得反應:4ClNO(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2N2O3(g)的△H=△H1-2△H2；(2) 隨著反應正向進行，在t2時反應達到平衡，又因正反應為放熱反應，且反應在絕熱容器中進行，反應體系的溫度升高，t2～t3時間段使平衡逆向移動，轉化率降低；(3) ①6min時容器I中反應達到平衡，平衡時Cl2的轉化率為75%，則0~6min內,v(NO)=2 v(Cl2)=2= 0.125mol·L-l·min-1；②反應2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) △H<0為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，增大壓強平衡向氣體體積縮小的正方向移動，要使Ⅲ與I 中氯氣轉化率相等，必須使容器體積減小以增大壓強使平衡正向移動，故V3<2；③容器I中平衡時各物質的濃度分別為0.125、0.25、0.75、，反應的平衡常數的值K2= K1== 72，容器Ⅲ中溫度高，平衡逆向移動，平衡常數減小，故反應的平衡常數的值K3<K2；④與容器I相比,壓強不變，平衡不移動，但反應速率加快，故容器Ⅳ改變的實驗條件是加入催化劑；容器V與容器I的起始壓強不同，如圖，若假設平衡不移動，則按比例若壓強從8MPa變為9MPa,平衡時的壓強為，由于增大壓強平衡正向移動，氣體的物質總量減少，總壓減少，但不能小于6MPa，則容器V中反應達到平衡時氣體總壓強(P)的范圍是6<P<6.75。