Question

【题目】亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂，可通过如下反应获得：2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g)。

（1）氢氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应：

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

则K3＝________(用K1和K2表示)。

（2）已知几种化学键的键能数据如下表(亚硝酰氯的结构为Cl—N===O)：

化学键	N≡O	Cl—Cl	Cl—N	N===O
键能/(kJ·mol－1)	630	243	a	607

则2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g)反应的ΔH和a的关系为ΔH＝_______kJ·mol－1。

（3）按投料比2∶1把NO和Cl2加入到一恒压的密闭容器中发生反应，平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图(a)所示：

①该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。

②在p压强条件下，M点时容器内NO的体积分数为________。

③若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的分压平衡常数Kp＝________(用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)。

　

（4）一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g)，在n(NO)/n(Cl2)＝1.5时达到平衡状态，ClNO的体积分数可能是图(b)中D、E、F三点中的________点。

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），将①×2-②可得：2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g），则平衡常数K3=K12/K2，故答案为：K3=K12/K2；

（2）2NO（g）+C12（g）2C1NO（g）反应的△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和=（2×630+243）-（2a+2×607）=（289-2a）kJ/mol，故答案为：289-2a；

（3）①根据图象可知T1<T2，降低温度c（C1NO）增大，说明平衡向正反应方向移动，说明正反应是放热反应，△H<0，故答案为：<；

②设起始n(NO)为2mol，n(Cl2)为1mol，由图可知NO转化率为50%，由题意建立如下三段式：

2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）

起始（mol） 2 1 0

反应（mol） 1 0.5 1

平衡（mol） 1 0.5 1

平衡时混合气体的总物质的量为2.5mol，则M点时容器内NO的体积分数为1mol/2.5mol×100%=40%,故答案为：40%；

③由三段式数据计算可得，NO的体积分数为40%，Cl2的体积分数为20%，ClNO的体积分数为40%，则M点的分压平衡常数Kp＝（0.4p）2/（0.4p）2×（0.2p）=5/p，故答案为：5/p；

（4）n(NO)/n(Cl2)的比值越小，说明若n（NO）不变，n（C12）越大，所以NO的转化率越大，NO的转化率最大的是A点；当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时，两种反应物的转化率相同，故此时生成物的百分含量最大，当n(NO)/n(Cl2) 增大到1.5时产物的百分含量增大，所以应该是D点，故答案为：D。