Question

16．在恒溫條件下，向盛有食鹽的2L恒容密閉容器中加入0.2molNO₂、0.2molNO和0.1molCl₂，發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng)：
①2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g）△H₁＜0  平衡常數(shù)K₁
②2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）△H₂＜0  平衡常數(shù)K₂
10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，測得容器內(nèi)體系的壓強(qiáng)減少20%，10min內(nèi)用ClNO（g）表示的平均反應(yīng)速率v（ClNO）=7.5×10^-3mol/（L•min）．下列說法不正確的是（　　）

• A． 反應(yīng)4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常數(shù)為K₁²/K₂
• B． 平衡后c（Cl₂）=2.5×10^-2mol/L
• C． 其它條件保持不變，反應(yīng)在恒壓條件下進(jìn)行，則平衡常數(shù)K₂增大
• D． 平衡時(shí)NO₂的轉(zhuǎn)化率為50%

Answer 1

分析 A．①2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g），平衡常數(shù)K₁=$\frac{c（ClNO）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$，
②2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），平衡常數(shù)K₂ =$\frac{{c}^{2}（ClNO）}{{c}^{2}（NO）×c（C{l}_{2}）}$，
2×①-②可得4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g），進(jìn)而計(jì)算平衡常數(shù)$\frac{{c}^{2}（NO）×c（C{l}_{2}）}{{c}^{4}（N{O}_{2}）}$；
B．10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，測得容器內(nèi)體系的壓強(qiáng)減少20%，則平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為（0.2+0.2+0.1）mol×（1-20%）=0.4mol，10min內(nèi)用ClNO（g）表示的平均反應(yīng)速率v（ClNO）=7.5×10^-3mol•L•min^-1，則平衡時(shí)n（ClNO）=7.5×10^-3mol•L•min^-1×10min×2L=0.15mol，設(shè)①中反應(yīng)的NO₂為xmol，②中反應(yīng)的Cl₂為ymol，則：
2NO₂（g）+NaCl（s）═NaNO₃（s）+ClNO（g）
xmol                          0.5xmol                 
2NO（g）+Cl₂（g）═2ClNO（g）
2ymol    ymol     2ymol
再根據(jù)ClNO物質(zhì)的量與平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量列方程計(jì)算解答；
C．平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，則為平衡常數(shù)不變；
D．根據(jù)C中的計(jì)算結(jié)果，可以計(jì)算二氧化氮的轉(zhuǎn)化率．

解答 解：A．①2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g），平衡常數(shù)K₁=$\frac{c（ClNO）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$；
②2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），平衡常數(shù)K₂ =$\frac{{c}^{2}（ClNO）}{{c}^{2}（NO）×c（C{l}_{2}）}$
4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（NO）×c（C{l}_{2}）}{{c}^{4}（N{O}_{2}）}$，
則[$\frac{c（ClNO）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$]²÷$\frac{{c}^{2}（ClNO）}{{c}^{2}（NO）×c（C{l}_{2}）}$=$\frac{{c}^{2}（NO）×c（C{l}_{2}）}{{c}^{4}（N{O}_{2}）}$，即K=$\frac{{{k}_{1}}^{2}}{{k}_{2}}$，故A正確；
B．10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，測得容器內(nèi)體系的壓強(qiáng)減少20%，則平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為（0.2+0.2+0.1）mol×（1-20%）=0.4mol，10min內(nèi)用ClNO（g）表示的平均反應(yīng)速率v（ClNO）=7.5×10^-3mol•L•min^-1，則平衡時(shí)n（ClNO）=7.5×10^-3mol•L•min^-1×10min×2L=0.15mol，設(shè)①中反應(yīng)的NO₂為xmol，②中反應(yīng)的Cl₂為ymol，則：
2NO₂（g）+NaCl（s）═NaNO₃（s）+ClNO（g）
xmol                         0.5xmol
2NO（g）+Cl₂（g）═2ClNO（g）
2ymol   ymol     2ymol
則0.5x+2y=0.15，（0.2-x+0.2-2y+0.1-y）+0.5x+2y=0.4，聯(lián)立方程，解得x=0.1、y=0.05，
故平衡后c（Cl₂）=$\frac{0.1mol-0.05mol}{2L}$=2.5×10^-2mol•L^-1，故B正確；
C．平衡常數(shù)只受溫度影響，其他條件保持不變，反應(yīng)在恒壓條件下進(jìn)行，則平衡常數(shù)K₂不變，故C錯誤；
D．平衡時(shí)NO₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.1mol}{0.2mol}$×100%=50%，故D正確，
故選C．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力，題目還涉及化學(xué)平衡常數(shù)、影響化學(xué)平衡的因素分析應(yīng)用判斷，注意把握計(jì)算的思路、方法，題目難度中等．