题目内容

14．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，同温度下涉及如下反应：
a、2NO（g）+Cl2（g）?2ClNO（g）△H1＜0   其平衡常数为K1
b、2NO2（g）+NaCl（s）?NaNO3（s）+ClNO（g）△H2＜0   其平衡常数为K2
（1）4NO2（g）+2NaCl（s）?2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）△H3的平衡常数K=$\frac{{{K}_{2}}^{2}}{{K}_{1}}$（用K1、K2表示）．△H3=2△H2-△H1（用△H1、△H2表示）．
（2）为研究不同条件对反应a的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2，10min时反应a达到平衡．测得10min内V（ClNO）=7.5×10-3mol•L-1•min-1，则平衡后n（Cl2）=0.025mol，NO的转化率α1=75%．其它条件保持不变，反应（1）在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率为α2，α1＜α2（填“＞”“＜”或“=”），平衡常数K1不变（填“增大”“减小”或“不变”）．若要使K1减小，可采用的措施是升高温度．

分析 （1）已知：a、2NO2（g）+NaCl（s）?NaNO3（s）+ClNO（g）
b、4NO2（g）+2NaCl（s）?2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）
根据盖斯定律，Ⅰ×2-Ⅱ可得：2NO（g）+Cl2（g）?2ClNO（g），焓变也进行相应计算，该反应平衡常数等于I的平衡常数平方与II的平衡常数的商；
（2）测得10min内v（ClNO）=7.5×10-3mol•L-1•min-1，则△n（ClNO）=7.5×10-3mol•L-1•min-1×10min×2L=0.15mol，由方程式计算参加反应NO、氯气的物质的量，进而计算平衡时氯气的物质的量、NO的转化率；正反应为气体物质的量减小的反应，恒温恒容下条件下，到达平衡时压强比起始压强小，其他条件保持不变，反应a在恒压条件下进行，等效为在恒温恒容下的平衡基础上增大压强，平衡正向移动；平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小．

解答 解：（1）已知：a、2NO2（g）+NaCl（s）?NaNO3（s）+ClNO（g）
b、4NO2（g）+2NaCl（s）?2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）
根据盖斯定律，a×2-b可得：2NO（g）+Cl2（g）?2ClNO（g），该反应△=2△H1-△H2，平衡常数K3=$\frac{{{K}_{2}}^{2}}{{K}_{1}}$，
故答案为：$\frac{{{K}_{2}}^{2}}{{K}_{1}}$；2△H1-△H2；
（2）测得10min内v（ClNO）=7.5×10-3mol•L-1•min-1，则△n（ClNO）=7.5×10-3mol•L-1•min-1×10min×2L=0.15mol，
由方程式可知，参加反应氯气的物质的量为0.15mol×$\frac{1}{2}$=0.075mol，故平衡时氯气的物质的量为0.1mol-0.075mol=0.025mol；
参加反应NO物质的量为0.15mol，则NO的转化率为$\frac{0.15mol}{0.2mol}$×100%=75%；
正反应为气体物质的量减小的反应，恒温恒容下条件下，到达平衡时压强比起始压强小，其他条件保持不变，a在恒压条件下进行，等效为在恒温恒容下的平衡基础上增大压强，平衡正向移动，NO转化率增大，故转化率α1＜α2；
平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，
故答案为：0.025；75%；＜；不变；升高温度．

点评 本题考查了盖斯定律的应用、化学平衡计算与影响因素、化学平衡常数等知识，充分考查学生的分析理解能力和计算能力，需要学生具备扎实的基础与灵活应用能力，难度中等．

练习册系列答案
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根据以上信息，请回答下列问题：
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19．反应①Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g）△H1=akJ•mol-1，平衡常数为K；反应②CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）?CO2（g）△H2=bkJ•mol-1．测得在不同温度下，K值如表：
温度/℃500700900
K1.001.472.40
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