7、某容器中加入相同物质的量的NO和Cl2,在一定温度下发生反应:NO(g)+1/2Cl2(g)↔ NOCl(g)。平衡时,各物种分压的结论肯定错误的是………A. p(NO)=p(Cl2)B. p(NO)=p(NOCl)C. p(NO)<p(Cl2)D. p(NO)>p(NOCl)
A. p(NO)=p(Cl2)
B. p(NO)=p(NOCl)
C. p(NO)<p(Cl2)
D. p(NO)>p(NOCl)
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查化学平衡中分压关系的判断,需结合化学反应的计量数、物质的量变化及平衡状态的特点进行分析。
解题核心思路:
- 明确反应的物质的量变化:根据反应式,NO与Cl₂的物质的量变化比为2:1(因Cl₂的系数为1/2)。
- 建立分压关系:分压与物质的量成正比,通过设定转化率,推导各物质的分压表达式。
- 排除不可能情况:分析各选项是否可能成立,尤其关注反应是否发生(转化率是否为0)。
破题关键点:
- 选项A的矛盾:若p(NO)=p(Cl₂),则需转化率为0,与平衡时反应必然进行的矛盾。
设初始时NO和Cl₂的物质的量均为$n$ mol,反应中转化的NO为$x$ mol,则:
- NO的剩余量:$n - x$
- Cl₂的剩余量:$n - \frac{1}{2}x$(因Cl₂的系数为$\frac{1}{2}$)
- NOCl的生成量:$x$
总物质的量为:
$(n - x) + \left(n - \frac{1}{2}x\right) + x = 2n - \frac{1}{2}x$
各物质的分压比例为:
$\begin{aligned}p(\text{NO}) &= \frac{n - x}{2n - \frac{1}{2}x} \cdot P_{\text{总}}, \\p(\text{Cl}_2) &= \frac{n - \frac{1}{2}x}{2n - \frac{1}{2}x} \cdot P_{\text{总}}, \\p(\text{NOCl}) &= \frac{x}{2n - \frac{1}{2}x} \cdot P_{\text{总}}.\end{aligned}$
选项分析:
-
选项A:若$p(\text{NO}) = p(\text{Cl}_2)$,则:
$n - x = n - \frac{1}{2}x \implies x = 0.$
此时反应未发生,但平衡时反应必然进行($x > 0$),矛盾,故选项A错误。 -
选项B:若$p(\text{NO}) = p(\text{NOCl})$,则:
$n - x = x \implies x = \frac{n}{2}.$
此时$x > 0$,可能成立。 -
选项C:若$p(\text{NO}) < p(\text{Cl}_2)$,则:
$n - x < n - \frac{1}{2}x \implies x > 0.$
反应发生时必然成立。 -
选项D:若$p(\text{NO}) > p(\text{NOCl})$,则:
$n - x > x \implies x < \frac{n}{2}.$
当反应未完全进行时可能成立。