Question

亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂。可通过以下反应制得：2NO(g)+Cl₂(g)2ClNO(g)。按投料比[n(NO):n(Cl₂)]=2:1把NO和Cl₂加入到一恒压的密闭容器中发生反应，平衡时NO的转化率 与温度T、压强p(总压)的关系如图所示：

(1)该反应的△H____(填“>”“<”或“=”)0。

(2)在压强为p条件下，M点时容器内NO的体积分数为_______。

(3)若反应一直保持在p=b Pa压强条件下进行，则M点的分压平衡常数K_p=________(用含b的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×体积分数)。

(4)实验测得，v_正=k_正·c²(NO)·c(Cl₂)，v_逆=k_逆·c²(ClNO)(k_正、k_逆为速率常数，只与温度有关)。

①达到平衡后，仅升高温度，k_正增大的倍数____(填“>”“<”或“=”)k_逆增大的倍数。

②若在2 L的密闭容器中充入1 mol Cl₂和1 mol NO，在一定温度下达到平衡时，NO的转化率为40%，则k_正:k_逆=________。(保留一位小数)

Answer

＜ 40% Pa-1 ＜ 1.1

【解析】

(1)根据图象，升高温度，NO的转化率减小，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应；

(2)由差量法进行计算，根据2NO(g)+Cl2(g)=2ClNO(g)可知，气体减小的物质的量为反应的NO的物质的量的一半；

(3)设NO的物质的量为2mol，则Cl2的物质的量为1mol，列三段式求解平衡K；

(4)①结合温度对反应速率的影响回答；

②平衡时v正=v逆，则k正•c2(NO)•C(Cl2)=k逆•C2(ClNO)，则=K，已知起始量1molCl2和1mol NO，NO的转化率为40%，列三段式求解。

(1)根据图象，升高温度，NO的转化率减小，说明平衡逆向移动，说明该反应正反应为放热反应，△H＜0；

(2)根据图象，在压强为P条件下，M点时容器内NO的转化率为50%，根据2NO(g)+Cl2(g)=2ClNO(g)可知，气体减小的物质的量为反应的NO的物质的量的一半，因此NO的体积分数为=40%；

(3)设NO的物质的量为2mol，则Cl2的物质的量为1mol，列三段式如下：

平衡常数K==Pa-1；

(4)①平衡时正逆反应速率相等，温度升高，正逆反应速率增大，即k正、k逆均增大，因为反应放热，平衡逆向移动，所以k逆比k正增大多；

②已知起始量1molCl2和1mol NO，NO的转化率为40%，则c(NO)=1mol÷2L=0.5mol/L，c(Cl2)=1mol÷2L=0.5mol/L，△c(NO)=0.5mol/L×40%=0.2mol/L，列三段式如下：

平衡常数K==1.1(mol/L)-1，平衡时v正=v逆，则k正•c2(NO)•c(Cl2)=k逆•c2(ClNO)，则=K=1.1(mol/L)-1。