Question

18．（1）汽車尾氣是造成空氣污染產生霧霾的原因之一．其中涉及的反應2NO（g）+O₂?2NO₂（g）在其他條件不變達平衡時．分別測得NO的平衡轉化率在不同壓強（P₁、P₂）下溫度變化的曲線如圖所示．
①比較P₁、P₂的大小關系：p₁＜p₂．
②當溫度升高時，該反應平衡常數變化的趨勢是減小．
（2）研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽離子的相互作用時，涉及如下反應：
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）的平衡常數K=$\frac{{K}_{1}^{2}}{{K}_{2}}$（用K₁、K₂表示）．
②為研究不同條件對反應（Ⅱ）的影響，在恒溫條件下，向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl₂，10min時反應（Ⅱ）達到平衡．測得10min內v（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1，則平衡后n（Cl₂）=0.025　mol，NO的轉化率а₁=75%．其它條件保持不變，反應（Ⅱ）在恒壓條件下進行，平衡時NO的轉化率а₂＞а₁（填“＞”“＜”或“=”），平衡常數K₂不變（填“增大”“減小”或“不變”．若要使K₂減小，可采用的措施是升高溫度．

Answer 1

分析 （1）①已知2NO（g）+O₂（g）?2N0₂（g）是正方向體積減小的反應，根據壓強對平衡的影響分析；
②根據圖象2判斷該反應正方向是放熱還是吸熱，再判斷K隨溫度的變化；
（2）已知：①2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g），
②2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），
根據蓋斯定律①×2-②可得：4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g），則該反應平衡常數為①的平衡常數平方與②的商；
②測得10min內v（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1，則△n（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1×10min×2L=0.15mol，由方程式計算參加反應NO、氯氣的物質的量，進而計算平衡時氯氣的物質的量、NO的轉化率；
正反應為氣體物質的量減小的反應，恒溫恒容下條件下，到達平衡時壓強比起始壓強小，其他條件保持不變，反應（Ⅱ）在恒壓條件下進行，等效為在恒溫恒容下的平衡基礎上增大壓強，平衡正向移動；
平衡常數只受溫度影響，溫度不變，平衡常數不變．

解答 解：（1）①已知2NO（g）+O₂（g）?2N0₂（g）是正方向體積減小的反應，增大壓強平衡正移，則NO的轉化率會增大，由圖可知p₂時NO的轉化率大，則p₂時壓強大，即p₁＜p₂；故答案為：p₁＜p₂；
②由圖象2可知，隨著溫度的升高，NO的轉化率減小，說明升高溫度平衡逆移，則該反應正方向是放熱反應，所以升高溫度平衡常數K減小；故答案為：減小；
（2）2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g） K₁ △H＜0 （I）
2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g） K₂ △H＜0 （II）
根據蓋斯定律，Ⅰ×2-Ⅱ可得：4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g），則該反應平衡常數K=$\frac{{K}_{1}^{2}}{{K}_{2}}$，故答案為：$\frac{{K}_{1}^{2}}{{K}_{2}}$；
②測得10min內v（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1，則△n（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1×10min×2L=0.15mol，
由方程式可知，參加反應氯氣的物質的量為0.15mol×$\frac{1}{2}$=0.075mol，故平衡時氯氣的物質的量為0.1mol-0.075mol=0.025mol；
參加反應NO物質的量為0.15mol，則NO的轉化率為$\frac{0.15mol}{0.2mol}$×100%=75%；
正反應為氣體物質的量減小的反應，恒溫恒容下條件下，到達平衡時壓強比起始壓強小，其他條件保持不變，反應（Ⅱ）在恒壓條件下進行，等效為在恒溫恒容下的平衡基礎上增大壓強，平衡正向移動，NO轉化率增大，故轉化率α₂＞α₁；
平衡常數只受溫度影響，溫度不變，平衡常數不變，即平衡常數K₂ 不變，正反應是放熱反應可以升高溫度使K₂減小，
故答案為：0.025；75%；＞；不變；升高溫度．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、化學平衡常數等，側重考查學生分析計算能力，需要學生具備扎實的基礎與靈活應用能力，難度中等．