Question

3．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=2H₂-△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υ（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a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．

Answer 1

分析 （1）已知：a、NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），
b、2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g），
根据盖斯定律，b×2-a可得：4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g），则该反应平衡常数为b平衡常数平方与a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、NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），
b、2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g），
根据盖斯定律，b×2-a可得：4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g），则该反应平衡常数K=$\frac{{{K}_{2}}^{2}}{{K}_{1}}$，则△H₃=2H₂-△H₁，
故答案为：$\frac{{{K}_{2}}^{2}}{{K}_{1}}$；2H₂-△H₁；
（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 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学平衡常数、盖斯定律应用等知识，充分考查学生的分析理解能力，需要学生具备扎实的基础与灵活应用能力，难度中等．