Question

18．亚硝酸氯（C1NO）是有机合成中的重要试剂．可由NO与Cl₂在通常条件下反应得到，化学方程式为2NO（g）+C1₂（g）?2C1NO（g），
（1）氮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酸氯，涉及如下反应：
①2NO₂（g）+NaC1（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g）   K₁
②4NO₂（g）+2NaC1（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）  K₂
③2NO（g）+C1₂（g）?2C1NO（g）   K₃
则K₁，K₂，K₃之间的关系为K₃=$\frac{{{K}^{2}}_{1}}{{K}_{2}}$．
（2）已知几种化学键的键能数据如下表（亚硝酸氯的结构为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）+C1₂（g）?2C1NO（g）反应的△H和a的关系为△H=289-2akJ/mol．
（3）在1L的恒容密闭容器中充入2molNO（g）和1molC1₂（g），在不同温度下测得c（C1NO）与时间的关系如图A：

①由图A可判断T₁＜T₂，该反应的△H＜0 （填“＞”“＜”或“=”）．
②反应开始到10min时NO的平均反应速率v（NO）=0.1mol/（L•min）．
③T₂时该反应的平衡常数K=2．
（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），平衡时ClNO的体积分数随$\frac{n（NO）}{n（C{1}_{2}）}$的变化图象如图B，则A、B、C三状态中，NO的转化率最大的是A点．

Answer 1

分析 （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），焓变为倍数关系，而K为指数关系，以此计算K；
（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；
（3）①由图象可知T₂先达到平衡状态，且生成物的浓度小，则升高温度平衡逆向移动；
②反应开始到10min时，c（C1NO）=1mol/L，则v（C1NO）=$\frac{1mol/L}{10min}$=0.1mol/（L•min），结合速率之比等于化学计量数之比计算；
③2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）
起始（mol/L）   2                 1           0
反应                  1               0.5          1
平衡                   1               0.5          1
结合平衡浓度计算该反应的平衡常数K；
（4）$\frac{n（NO）}{n（C{1}_{2}）}$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．

解答 解：（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=$\frac{{{K}^{2}}_{1}}{{K}_{2}}$，故答案为：K₃=$\frac{{{K}^{2}}_{1}}{{K}_{2}}$；
（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反应开始到10min时，c（C1NO）=1mol/L，则v（C1NO）=$\frac{1mol/L}{10min}$=0.1mol/（L•min），
则NO的平均反应速率v（NO）=v（C1NO）=0.1mol/（L•min），
故答案为：0.1mol/（L•min）；
③2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）
起始（mol/L）   2                 1           0
反应                  1               0.5          1
平衡                   1               0.5          1
T₂时该反应的平衡常数K=$\frac{{1}^{2}}{{1}^{2}×0.5}$=2，
故答案为：2；
（4）$\frac{n（NO）}{n（C{1}_{2}）}$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，
故答案为：A．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握K的计算、三段法应用、焓变的计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意图象及数据的应用，题目难度不大．