Question

【题目】亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂。回答下列问题：

（1）NOCl虽然不稳定，但其原子均达到8e-稳定结构，NOCl的电子式为_________________。

（2）一定条件下，在密闭容器中发生反应：2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)，其正反应速率表达式为v正=k·cn( NOCl)(k为速率常数)，测得v正和c(NOCl)的关系如表：

序号	c(NOCl)/(mol·L-1)	v正/(mol·L-1·s-1)
①	0.30	3.60×10-9
②	0.60	1.44×10-8

则n=_________；k=___________。

（3）25 ℃时，制备亚硝酰氯所涉及的热化学方程式和平衡常数如表：

序号	热化学方程式	平衡常数
①	2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g) ΔH1=a kJ/mol	K1
②	4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+ 2NO(g)+Cl2(g) ΔH2=b kJ/mol	K2
③	2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) ΔH3	K3

则该温度下，ΔH3=______kJ/mol；K3=______（用K1和K2表示）。

（4）25℃时，在体积为2L的恒容密闭容器中通入0.08 mol NO和0.04 molCl2发生上述反应③，若反应开始与结束时温度相同，数字压强仪显示反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图曲线a所示，则ΔH3=______（填“>”“<”或“=”）0；若其他条件相同，仅改变某一条件，测得其压强(p)随时间(t)

的变化如图曲线b所示，则改变的条件是_____________；K3=___________L/mol；在5 min时，再充入0.08 mol NO和0.04 molCl2，则混合气体的平均相对分子质量将_____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

Answer 1

【答案】 2 4×10-8 L/(mol·s) 2a-b < 加入催化剂 28.8 增大

【解析】（1）NOCl为共价化合物，氮、氧、氯三种原子间形成共价键，同时满足每个原子到8e-稳定结构，所以NOCl的电子式为；正确答案：。

（2）根据v正=k·cn( NOCl)进行计算：①3.60×10-9= k·（0.30）n，②1.44×10-8= k·（0.60）n ，两式相除，得n=2；然后把n=2带入①式，3.60×10-9= k·（0.30）2, 得k=4×10-8 L/(mol·s)；正确答案：2；4×10-8 L/(mol·s)。

（3）根据盖斯定律：①×2-②，得到反应③，因此：2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) ΔH3=2a-b kJ/mol；①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g) K1=c(NOCl)/c2(NO2)；②4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2=c2(NO)×c(Cl2)/c4(NO2)；③2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) K3= c2(NOCl)/c2(NO)×c(Cl2)，所以K12/K2=K3；正确答案：2a-b； 。

（4）根据图像可知，正反应为气体物质的量减小的反应，但是开始时气体的压强增大，说明该反应为放热反应，ΔH3<0；若其他条件相同，改变某一条件后，气体的压强不变，说明平衡不移动，改变的条件只能为加入了催化剂；在体积为2L的恒容密闭容器中通入0.08 mol NO和0.04 molCl2，c(Cl2)=0.02mol/L，c(NO)= 0.04 mol/L，设消耗氯气的浓度为x mol/L，根据反应2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)可知，反应达平衡后，剩余c(NO)=（0.04-2x）mol/L，c(Cl2)=（0.02-x）mol/L，生成c(NOCl)=2x mol/L；根据同一条件下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，因此平衡后气体的总浓度为（0.04-2x）+（0.02- x）+2x=（0.06-x）mol/L，反应前气体的总浓度为0.02+0.04=0.06 mol/L，0.06/（0.06-x）=8P1/7P1，解之得x=0.0075 mol/L，反应达平衡后K3=（0.015）2/(0.025)2×0.0125=28.8；反应在5 min时达到平衡，在此基础上，再充入0.08molNO和0.04molCl2，容器的体积不变，按比例增大反应物浓度，相当于加压的过程，平衡右移，气体总质量增大，气体总量减小，根据混合气体的平均相对分子质量=m(混)/n(混)可知，合气体的平均相对分子质量增大；正确答案：< ；加入催化剂；28.8； 增大。