Question

14．研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時，同溫度下涉及如下反應：
a、2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）△H₁＜0   其平衡常數為K₁
b、2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g）△H₂＜0   其平衡常數為K₂
（1）4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）△H₃的平衡常數K=$\frac{{{K}_{2}}^{2}}{{K}_{1}}$（用K₁、K₂表示）．△H₃=2△H₂-△H₁（用△H₁、△H₂表示）．
（2）為研究不同條件對反應a的影響，在恒溫條件下，向2L恒容密閉容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl₂，10min時反應a達到平衡．測得10min內V（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1，則平衡后n（Cl₂）=0.025mol，NO的轉化率α₁=75%．其它條件保持不變，反應（1）在恒壓條件下進行，平衡時NO的轉化率為α₂，α₁＜α₂（填“＞”“＜”或“=”），平衡常數K₁不變（填“增大”“減小”或“不變”）．若要使K₁減小，可采用的措施是升高溫度．

Answer 1

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）
根據蓋斯定律，Ⅰ×2-Ⅱ可得：2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），焓變也進行相應計算，該反應平衡常數等于I的平衡常數平方與II的平衡常數的商；
（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a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，正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減�。�

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）
根據蓋斯定律，a×2-b可得：2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），該反應△=2△H₁-△H₂，平衡常數K₃=$\frac{{{K}_{2}}^{2}}{{K}_{1}}$，
故答案為：$\frac{{{K}_{2}}^{2}}{{K}_{1}}$；2△H₁-△H₂；
（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，a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α₁＜α₂；
平衡常數只受溫度影響，溫度不變，平衡常數不變，正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減小，
故答案為：0.025；75%；＜；不變；升高溫度．

點評 本題考查了蓋斯定律的應用、化學平衡計算與影響因素、化學平衡常數等知識，充分考查學生的分析理解能力和計算能力，需要學生具備扎實的基礎與靈活應用能力，難度中等．