Question

18．（1）汽车尾气是造成空气污染产生雾霾的原因之一．其中涉及的反应2NO（g）+O₂?2NO₂（g）在其他条件不变达平衡时．分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P₁、P₂）下温度变化的曲线如图所示．
①比较P₁、P₂的大小关系：p₁＜p₂．
②当温度升高时，该反应平衡常数变化的趋势是减小．
（2）研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐离子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g）　　K₁△H＜0　　（Ⅰ）
2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）　　　　　　　　K₂△H＜0　　（Ⅱ）
①4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常数K=$\frac{{K}_{1}^{2}}{{K}_{2}}$（用K₁、K₂表示）．
②为研究不同条件对反应（Ⅱ）的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl₂，10min时反应（Ⅱ）达到平衡．测得10min内v（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1，则平衡后n（Cl₂）=0.025　mol，NO的转化率а₁=75%．其它条件保持不变，反应（Ⅱ）在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率а₂＞а₁（填“＞”“＜”或“=”），平衡常数K₂不变（填“增大”“减小”或“不变”．若要使K₂减小，可采用的措施是升高温度．

Answer 1

分析 （1）①已知2NO（g）+O₂（g）?2N0₂（g）是正方向体积减小的反应，根据压强对平衡的影响分析；
②根据图象2判断该反应正方向是放热还是吸热，再判断K随温度的变化；
（2）已知：①2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g），
②2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），
根据盖斯定律①×2-②可得：4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g），则该反应平衡常数为①的平衡常数平方与②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（Ⅱ）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．

解答 解：（1）①已知2NO（g）+O₂（g）?2N0₂（g）是正方向体积减小的反应，增大压强平衡正移，则NO的转化率会增大，由图可知p₂时NO的转化率大，则p₂时压强大，即p₁＜p₂；故答案为：p₁＜p₂；
②由图象2可知，随着温度的升高，NO的转化率减小，说明升高温度平衡逆移，则该反应正方向是放热反应，所以升高温度平衡常数K减小；故答案为：减小；
（2）2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g） K₁ △H＜0 （I）
2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g） K₂ △H＜0 （II）
根据盖斯定律，Ⅰ×2-Ⅱ可得：4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g），则该反应平衡常数K=$\frac{{K}_{1}^{2}}{{K}_{2}}$，故答案为：$\frac{{K}_{1}^{2}}{{K}_{2}}$；
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，反应（Ⅱ）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α₂＞α₁；
平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，即平衡常数K₂ 不变，正反应是放热反应可以升高温度使K₂减小，
故答案为：0.025；75%；＞；不变；升高温度．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学平衡常数等，侧重考查学生分析计算能力，需要学生具备扎实的基础与灵活应用能力，难度中等．