問題詳情:
在恆温條件下,向盛有食鹽的2L恆容密閉容器中加入0.2molNO2、0.2molNO和0.1molCl2,發生如下兩個反應:
①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g)△H1<0 平衡常數K1
②2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)△H2<0 平衡常數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)=7.5×10﹣3mol/(L•min).下列説法不正確的是( )
A.反應4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數為K12/K2
B.平衡後c(Cl2)=2.5×10﹣2mol/L
C.其它條件保持不變,反應在恆壓條件下進行,則平衡常數K2增大
D.平衡時NO2的轉化率為50%
【回答】
【考點】CP:化學平衡的計算.
【分析】A.①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g),平衡常數K1=,
②2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g),平衡常數K2 =,
2×①﹣②可得4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),進而計算平衡常數;
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)=7.5×10﹣3mol•L•min﹣1,則平衡時n(ClNO)=7.5×10﹣3mol•L•min﹣1×10min×2L=0.15mol,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.平衡常數只受温度影響,温度不變,則為平衡常數不變;
D.根據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K1=;
②2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g),平衡常數K2 =
4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數K=,
則[]2÷=,即K=,故A正確;
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)=7.5×10﹣3mol•L•min﹣1,則平衡時n(ClNO)=7.5×10﹣3mol•L•min﹣1×10min×2L=0.15mol,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=0.15,(0.2﹣x+0.2﹣2y+0.1﹣y)+0.5x+2y=0.4,聯立方程,解得x=0.1、y=0.05,
故平衡後c(Cl2)==2.5×10﹣2mol•L﹣1,故B正確;
C.平衡常數只受温度影響,其他條件保持不變,反應在恆壓條件下進行,則平衡常數K2不變,故C錯誤;
D.平衡時NO2的轉化率為×100%=50%,故D正確,
故選C.
知識點:化學平衡
題型:選擇題