Question

【題目】亞硝酸氯(ClNO)是有機合成中的重要試劑。可由NO與Cl2在通常條件下反應得到，化學方程式為2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g)。

(1)氮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酸氯，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＝________________；

(2)已知幾種化學鍵的鍵能數據如下表(NO分子中氮氧鍵鍵能為630 kJ/mol，亞硝酸氯的結構為Cl－N＝O)：

化學鍵	NO	Cl－Cl	Cl－N	N＝O
鍵能/kJmol－1	630	243	a	607

則2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g)反應的△H3和a的關系為△H3＝________；

(3)在1L的恒容密閉容器中充入2molNO(g)和1molCl(g)，在不同溫度下測得c(ClNO)與時間的關系如圖A：

①由圖A可判斷T1________T2，該反應的△H________0(填“>”“<”或“＝”)；

②反應開始到10min時NO的平均反應速率v(NO)＝________；

③T2時該反應的平衡常數K＝____________；

(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)，平衡時ClNO的體積分數隨n(NO)/n(Cl2)的變化如圖B，則A、B、C三狀態中，NO的轉化率最大的是________點。

Answer 1

【答案】 (289-2a)kJ/mol ＜ ＜ 0.1mol/(Lmin) 2 A

【解析】

(1)根據蓋斯定律分析計算K；

(2)根據△H=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和計算判斷；

(3)①溫度越高，建立平衡需要的時間越短，由圖象可知T2先達到平衡狀態，且生成物的濃度小，結合溫度對平衡的移動分析判斷；②反應開始到10min時，先計算v(ClNO)，再結合速率之比等于化學計量數之比計算；③根據三段式計算該反應的平衡常數K；

(4)若n(NO)不變，n(Cl2)越大，相當于單獨充入氯氣，平衡正向移動，NO的轉化率越大，結合圖像分析判斷。

(1)①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1，②4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2，根據蓋斯定律，將①×2-②可得：2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)，則平衡常數K3=，故答案為：；

(2)2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)，△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)kJ/mol；

(3)①溫度越高，建立平衡需要的時間越短，根據圖象可知T1＜T2，降低溫度c(ClNO)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反應開始到10min時，c(ClNO)=1mol/L，則v(ClNO)==0.1mol/(Lmin)，則NO的平均反應速率v(NO)=v(ClNO)=0.1mol/(Lmin)，故答案為：0.1mol/(Lmin)；

③ 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)

起始(mol/L)21 0

反應(mol/L) 10.5 1

平衡(mol/L)10.5 1

T2時該反應的平衡常數K==2，故答案為：2；

(4)若n(NO)不變，n(Cl2)越大，相當于單獨充入氯氣，平衡正向移動，NO的轉化率越大，即的比值越小，NO的轉化率越大，根據圖像，A、B、C三狀態中，NO的轉化率最大的是A點，故答案為：A。