Question

17．在恒溫條件下，向盛有食鹽的2L恒容密閉容器中加入0.2molNO₂，0.2molNO和0.1molCl₂，發(fā)生如下兩個反應：
①2NO₂（g）+NaCl（s）═NaNO₃（s）+ClNO（g）△H₁＜0 平衡常數(shù)K₁
②2NO（g）+Cl₂（g）═2ClNO（g）△H₂＜0  平衡常數(shù)K₂
10min時反應達到平衡，測得容器內體系的壓強減少20%，10min內用ClNO（g）表示的平均反應速率v（ClNO）═7.0×10^-3mol•L•min^-1．
下列說法正確的是（　�。�

• A． 反應4NO₂（g）+2NaCl（s）═2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常數(shù)$\frac{{{k}_{1}}^{2}}{{k}_{2}}$
• B． 平衡后c（Cl₂）=2.5×10^-2mol•L^-1
• C． 其他條件保持不變，反應在恒壓條件下進行，則平衡常數(shù)K₂增大
• D． 平衡時NO₂的轉化率為50%

Answer 1

分析 A．①2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g），平衡常數(shù)K₁=$\frac{c（ClNO）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$，
②2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），平衡常數(shù)K₂ =$\frac{{c}^{2}（ClNO）}{{c}^{2}（NO）×c（C{l}_{2}）}$，
4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（NO）×c（C{l}_{2}）}{{c}^{4}（N{O}_{2}）}$，
則[$\frac{c（ClNO）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$]²÷$\frac{{c}^{2}（ClNO）}{{c}^{2}（NO）×c（C{l}_{2}）}$=$\frac{{c}^{2}（NO）×c（C{l}_{2}）}{{c}^{4}（N{O}_{2}）}$；
B．10min時反應達到平衡，測得容器內體系的壓強減少20%，則平衡時混合氣體總物質的量為（0.2+0.2+0.1）mol×（1-20%）=0.4mol，10min內用ClNO（g）表示的平均反應速率v（ClNO）=7.0×10^-3mol•L•min^-1，則平衡時n（ClNO）=7.0×10^-3mol•L•min^-1×10min×2L=0.14mol，設①中反應的NO₂為xmol，②中反應的Cl₂為ymol，則：
2NO₂（g）+NaCl（s）═NaNO₃（s）+ClNO（g）
xmol                          0.5xmol                 
2NO（g）+Cl₂（g）═2ClNO（g）
2ymol    ymol     2ymol
再根據(jù)ClNO物質的量與平衡時混合氣體總物質的量列方程計算解答；
C．平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，則為平衡常數(shù)不變；
D．根據(jù)C中的計算結果，可以計算二氧化氮的轉化率．

解答 解：A．①2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g），平衡常數(shù)K₁=$\frac{c（ClNO）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$；
②2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），平衡常數(shù)K₂ =$\frac{{c}^{2}（ClNO）}{{c}^{2}（NO）×c（C{l}_{2}）}$
4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（NO）×c（C{l}_{2}）}{{c}^{4}（N{O}_{2}）}$，
則[$\frac{c（ClNO）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$]²÷$\frac{{c}^{2}（ClNO）}{{c}^{2}（NO）×c（C{l}_{2}）}$=$\frac{{c}^{2}（NO）×c（C{l}_{2}）}{{c}^{4}（N{O}_{2}）}$，即K=$\frac{{{k}_{1}}^{2}}{{k}_{2}}$，故A正確；
B．B．10min時反應達到平衡，測得容器內體系的壓強減少20%，則平衡時混合氣體總物質的量為（0.2+0.2+0.1）mol×（1-20%）=0.4mol，10min內用ClNO（g）表示的平均反應速率v（ClNO）=7.0×10^-3mol•L•min^-1，則平衡時n（ClNO）=7.0×10^-3mol•L•min^-1×10min×2L=0.14mol，設①中反應的NO₂為xmol，②中反應的Cl₂為ymol，則：
2NO₂（g）+NaCl（s）═NaNO₃（s）+ClNO（g）
xmol                         0.5xmol
2NO（g）+Cl₂（g）═2ClNO（g）
2ymol   ymol     2ymol
則0.5x+2y=0.14，（0.2-x+0.2-2y+0.1-y）+0.5x+2y=0.4，聯(lián)立方程，解得x=0.12、y=0.04，
故平衡后c（Cl₂）=$\frac{0.1mol-0.04mol}{2L}$=3×10^-2mol•L^-1，故B錯誤；
C．平衡常數(shù)只受溫度影響，其他條件保持不變，反應在恒壓條件下進行，則平衡常數(shù)K₂不變，故C錯誤；
D．平衡時NO₂的轉化率為$\frac{0.12mol}{0.2mol}$×100%=60%，故D錯誤，
故選：A．

點評 本題考查了化學平衡的計算、化學平衡常數(shù)、影響化學平衡的因素分析應用判斷，掌握基礎知識是關鍵，題目難度中等．