Question

【题目】亚硝酸氯(ClNO)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)＋Cl2(g) 2ClNO(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)＋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＝________________；

(2)已知几种化学键的键能数据如下表(NO分子中氮氧键键能为630 kJ/mol，亚硝酸氯的结构为Cl－N＝O)：

化学键	NO	Cl－Cl	Cl－N	N＝O
键能/kJmol－1	630	243	a	607

则2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g)反应的△H3和a的关系为△H3＝________；

(3)在1L的恒容密闭容器中充入2molNO(g)和1molCl(g)，在不同温度下测得c(ClNO)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)＝________；

③T2时该反应的平衡常数K＝____________；

(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n(NO)/n(Cl2)的变化如图B，则A、B、C三状态中，NO的转化率最大的是________点。

Answer 1

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

【解析】

(1)根据盖斯定律分析计算K；

(2)根据△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算判断；

(3)①温度越高，建立平衡需要的时间越短，由图象可知T2先达到平衡状态，且生成物的浓度小，结合温度对平衡的移动分析判断；②反应开始到10min时，先计算v(ClNO)，再结合速率之比等于化学计量数之比计算；③根据三段式计算该反应的平衡常数K；

(4)若n(NO)不变，n(Cl2)越大，相当于单独充入氯气，平衡正向移动，NO的转化率越大，结合图像分析判断。

(1)①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1，②4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2，根据盖斯定律，将①×2-②可得：2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)，则平衡常数K3=，故答案为：；

(2)2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)，△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)kJ/mol；

(3)①温度越高，建立平衡需要的时间越短，根据图象可知T1＜T2，降低温度c(ClNO)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(ClNO)=1mol/L，则v(ClNO)==0.1mol/(Lmin)，则NO的平均反应速率v(NO)=v(ClNO)=0.1mol/(Lmin)，故答案为：0.1mol/(Lmin)；

③ 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)

起始(mol/L)21 0

反应(mol/L) 10.5 1

平衡(mol/L)10.5 1

T2时该反应的平衡常数K==2，故答案为：2；

(4)若n(NO)不变，n(Cl2)越大，相当于单独充入氯气，平衡正向移动，NO的转化率越大，即的比值越小，NO的转化率越大，根据图像，A、B、C三状态中，NO的转化率最大的是A点，故答案为：A。