题目内容
【题目】亚硝酰氯(ClNO)可由NO与Cl2在通常条件下反应得到,化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g)。
(1)在一定温度下,该反应于一恒容密闭容器中达到平衡,继续通入Cl2,逆反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)已知几种化学键的键能数据如表(亚硝酰氯的结构式为Cl—N=O):
化学键 | NO | Cl—Cl | Cl—N | N=O |
键能/(kJ·mol-1) | 630 | 243 | a | 607 |
2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1,则a=________。
(3)在1 L的恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g),在不同温度下测得c(ClNO)与时间的关系如图:
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①从反应开始到10 min时NO的平均反应速率v(NO)=________mol·L-1·min-1。
②T2时该反应的平衡常数K=________。
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数随n(NO)/n(Cl2)的变化图像如图,则A、B、C三状态中,NO的转化率最大的是________点,当n(NO)/n(Cl2)=1.5时,反应达到平衡状态ClNO的体积分数可能是D、E、F三点中的________点。
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【答案】增大 200 0.1 2 A D
【解析】
(1)该反应于恒容密闭容器中达到平衡,继续通入Cl2,平衡正向移动;
(2)根据焓变与键能关系计算;
(3)①根据反应速率公式进行计算;
②根据平衡常数K=
计算;
(4)n(NO)/n(Cl2)的值越小,NO的转化率越大;
n(NO)/n(Cl2)=2时,反应达到平衡状态ClNO的体积分数最大。
(1)该反应于恒容密闭容器中达到平衡,继续通入Cl2,平衡正向移动,c(ClNO)增大,逆反应速率增大,直至正、逆反应速率相等时反应再次达到平衡;
(2)由2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g) ΔH=反应物总键能-生成物总键能=(2×630+243)kJ·mol-1-(2a+2×607)kJ·mol-1=(289-2a)kJ·mol-1=-111 kJ·mol-1,解得a=200;
(3)①反应至10 min时,c(ClNO)=1 mol·L-1,则v(ClNO)=
=0.1 mol·L-1·min-1,则NO的平均反应速率v(NO)=v(ClNO)=0.1 mol·L-1·min-1;
②起始时c(NO)=2 mol·L-1,c(Cl2)=1 mol·L-1,T2下,反应达到平衡时c(ClNO)=1 mol·L-1,根据2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g),则平衡时c(NO)=1 mol·L-1,c(Cl2)=0.5 mol·L-1,T2时该反应的平衡常数K=
=
=2;
(4)n(NO)/n(Cl2)的值越小,NO的转化率越大,故A、B、C三状态中NO的转化率最大的是A点;
n(NO)/n(Cl2)=2时,反应达到平衡状态ClNO的体积分数最大,结合题图2中曲线的变化趋势,当n(NO)/n(Cl2)=1.5时,反应达到平衡状态ClNO的体积分数可能是D点。