Question

【題目】亞硝酰氯（ClNO）是有機(jī)合成中的重要試劑，可通過(guò)反應(yīng)：2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）獲得。

（1）氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時(shí)，涉及如下反應(yīng)：

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=__________（用K1、K2表示）。

（2）已知幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示（亞硝酰氯的結(jié)構(gòu)為Cl-N=O）:

化學(xué)鍵	N≡O(shè) (NO)	Cl-Cl	Cl-N	N=O
鍵能/(kJ/mol)	630	243	a	607

則反應(yīng)2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）的ΔH和a的關(guān)系為ΔH= _______________kJ/mol。

（3）300℃時(shí)，2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）的正反應(yīng)速率表達(dá)式為v(正)=k·cn(ClNO)，測(cè)得速率和濃度的關(guān)系如表所示：

序號(hào)	c(ClNO)/(mol/L)	v/(x10-8mol·L-1·S-1)
①	0.30	0.36
②	0.60	1.44
③	0.90	3.24

n=________________；k=__________________________。

（4）按投料比[n(NO)：n(Cl2)=2：1]把 NO和Cl2加入到一恒壓的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率與溫度T、壓強(qiáng)p(總壓)的關(guān)系如圖A所示：

①在p壓強(qiáng)條件下，M點(diǎn)時(shí)容器內(nèi)NO的體積分?jǐn)?shù)為______________。

②若反應(yīng)一直保持在p壓強(qiáng)條件下進(jìn)行，則M點(diǎn)的分壓平衡常數(shù)Kp=________（用含p的表達(dá)式表示，用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓 x體積分?jǐn)?shù)）。

（5）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(shí)ClNO的體積分?jǐn)?shù)隨n(NO)/n(Cl2)的變化圖像如圖B所示，則A、B、C三狀態(tài)中，NO的轉(zhuǎn)化率最大的是______________點(diǎn)，當(dāng)n(NO)/n(Cl2)=1.5時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)ClNO的體積分?jǐn)?shù)可能是D、E、F三點(diǎn)中的____________點(diǎn)。

Answer 1

【答案】K12/K2 289-2a 2 4×10-8 L/(mol·s) 40% 5/p A D

【解析】

（1）①2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g） 的平衡常數(shù)K1= ，② 2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）的平衡常數(shù)K2=；（2）焓變=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能；（3）將得n，將n代入①中得k；（4）①NO的體積分?jǐn)?shù)即物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，利用“三段式”計(jì)算平衡后NO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；分壓=總壓體積分?jǐn)?shù)，則NO、Cl2、ClNO的分壓強(qiáng)分別是、、；（5）NO的物質(zhì)的量越小其轉(zhuǎn)化率越大；當(dāng)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比等于其計(jì)量數(shù)之比時(shí)生成物的含量最大，當(dāng)n（NO）/n（Cl2）=1.5時(shí)較C點(diǎn)NO的物質(zhì)的量大，平衡右移，產(chǎn)物的含量增大。

（1）①2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g）平衡常數(shù)K1=，②2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）平衡常數(shù)K2=，則4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）可由2×①-②得到，所以K= K12/ K2；（2）2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）的ΔH= kJ/mol；（3）υ正=kcn（ClNO），則，解得n=2；將n代入①中得 ，解得k=4.0×10-8L/（mo1s）；（4）①設(shè)反應(yīng)前氯氣的物質(zhì)的量是amol，則n(NO)=2amol

2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）

初始 2a a 0

變化 a 0.5a a

平衡 a 0.5a a

在p壓強(qiáng)條件下，M點(diǎn)時(shí)容器內(nèi)NO的體積分?jǐn)?shù)為 = 40%；

②NO、Cl2、ClNO的分壓強(qiáng)分別是、、，Kp=5/p ；（5）NO的物質(zhì)的量越大其轉(zhuǎn)化率越小，所以NO轉(zhuǎn)化率最大的是A點(diǎn)；當(dāng)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比等于其計(jì)量數(shù)之比時(shí)生成物的含量最大；當(dāng)n（NO）/n（Cl2）=1.5時(shí)較C點(diǎn)NO的物質(zhì)的量大，平衡右移，產(chǎn)物的含量增大，應(yīng)為D點(diǎn)；