在恒温条件下,向盛有食盐的2L恒容密闭容器中加入0.2molNO2、0.2molNO和0.1molCl2,发生...
问题详情:
在恒温条件下,向盛有食盐的2L恒容密闭容器中加入0.2molNO2、0.2molNO和0.1molCl2,发生如下两个反应:
①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g)△H1<0 平衡常数K1
②2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)△H2<0 平衡常数K2
10min时反应达到平衡,测得容器内体系的压强减少20%,10min内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10﹣3mol/(L•min).下列说法不正确的是( )
A.反应4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数为K12/K2
B.平衡后c(Cl2)=2.5×10﹣2mol/L
C.其它条件保持不变,反应在恒压条件下进行,则平衡常数K2增大
D.平衡时NO2的转化率为50%
【回答】
【考点】CP:化学平衡的计算.
【分析】A.①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g),平衡常数K1=,
②2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g),平衡常数K2 =,
2×①﹣②可得4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),进而计算平衡常数;
B.10min时反应达到平衡,测得容器内体系的压强减少20%,则平衡时混合气体总物质的量为(0.2+0.2+0.1)mol×(1﹣20%)=0.4mol,10min内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10﹣3mol•L•min﹣1,则平衡时n(ClNO)=7.5×10﹣3mol•L•min﹣1×10min×2L=0.15mol,设①中反应的NO2为xmol,②中反应的Cl2为ymol,则:
2NO2(g)+NaCl(s)═NaNO3(s)+ClNO(g)
xmol 0.5xmol
2NO(g)+Cl2(g)═2ClNO(g)
2ymol ymol 2ymol
再根据ClNO物质的量与平衡时混合气体总物质的量列方程计算解答;
C.平衡常数只受温度影响,温度不变,则为平衡常数不变;
D.根据C中的计算结果,可以计算二氧化氮的转化率.
【解答】解:A.①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g),平衡常数K1=;
②2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g),平衡常数K2 =
4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=,
则[]2÷=,即K=,故A正确;
B.10min时反应达到平衡,测得容器内体系的压强减少20%,则平衡时混合气体总物质的量为(0.2+0.2+0.1)mol×(1﹣20%)=0.4mol,10min内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10﹣3mol•L•min﹣1,则平衡时n(ClNO)=7.5×10﹣3mol•L•min﹣1×10min×2L=0.15mol,设①中反应的NO2为xmol,②中反应的Cl2为ymol,则:
2NO2(g)+NaCl(s)═NaNO3(s)+ClNO(g)
xmol 0.5xmol
2NO(g)+Cl2(g)═2ClNO(g)
2ymol ymol 2ymol
则0.5x+2y=0.15,(0.2﹣x+0.2﹣2y+0.1﹣y)+0.5x+2y=0.4,联立方程,解得x=0.1、y=0.05,
故平衡后c(Cl2)==2.5×10﹣2mol•L﹣1,故B正确;
C.平衡常数只受温度影响,其他条件保持不变,反应在恒压条件下进行,则平衡常数K2不变,故C错误;
D.平衡时NO2的转化率为×100%=50%,故D正确,
故选C.
知识点:化学平衡
题型:选择题