Question

【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機合成中的重要試劑，可通過如下反應獲得：2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g)。

（1）氫氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時會生成亞硝酰氯，涉及如下反應：

①2NO2(g)＋NaCl(s) NaNO3(s)＋ClNO(g)　K1

②4NO2(g)＋2NaCl(s) 2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)　K2

③2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g)　K3

則K3＝________(用K1和K2表示)。

（2）已知幾種化學鍵的鍵能數據如下表(亞硝酰氯的結構為Cl—N===O)：

化學鍵	N≡O	Cl—Cl	Cl—N	N===O
鍵能/(kJ·mol－1)	630	243	a	607

則2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g)反應的ΔH和a的關系為ΔH＝_______kJ·mol－1。

（3）按投料比2∶1把NO和Cl2加入到一恒壓的密閉容器中發生反應，平衡時NO的轉化率與溫度T、壓強p(總壓)的關系如圖(a)所示：

①該反應的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。

②在p壓強條件下，M點時容器內NO的體積分數為________。

③若反應一直保持在p壓強條件下進行，則M點的分壓平衡常數Kp＝________(用含p的表達式表示，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×體積分數)。

　

（4）一定條件下在恒溫恒容的密閉容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g)，在n(NO)/n(Cl2)＝1.5時達到平衡狀態，ClNO的體積分數可能是圖(b)中D、E、F三點中的________點。

Answer 1

【答案】K3=K12/K2 +(289-2a) < 40% 5/p D

【解析】

（1）已知：①2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g），②4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g），將①×2-②可得：2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g），則平衡常數K3=K12/K2，故答案為：K3=K12/K2；

（2）2NO（g）+C12（g）2C1NO（g）反應的△H=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=（2×630+243）-（2a+2×607）=（289-2a）kJ/mol，故答案為：289-2a；

（3）①根據圖象可知T1<T2，降低溫度c（C1NO）增大，說明平衡向正反應方向移動，說明正反應是放熱反應，△H<0，故答案為：<；

②設起始n(NO)為2mol，n(Cl2)為1mol，由圖可知NO轉化率為50%，由題意建立如下三段式：

2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）

起始（mol） 2 1 0

反應（mol） 1 0.5 1

平衡（mol） 1 0.5 1

平衡時混合氣體的總物質的量為2.5mol，則M點時容器內NO的體積分數為1mol/2.5mol×100%=40%,故答案為：40%；

③由三段式數據計算可得，NO的體積分數為40%，Cl2的體積分數為20%，ClNO的體積分數為40%，則M點的分壓平衡常數Kp＝（0.4p）2/（0.4p）2×（0.2p）=5/p，故答案為：5/p；

（4）n(NO)/n(Cl2)的比值越小，說明若n（NO）不變，n（C12）越大，所以NO的轉化率越大，NO的轉化率最大的是A點；當反應物的物質的量之比等于其計量數之比時，兩種反應物的轉化率相同，故此時生成物的百分含量最大，當n(NO)/n(Cl2) 增大到1.5時產物的百分含量增大，所以應該是D點，故答案為：D。