Question

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

（1）氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，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、K2表示）。

（2）已知几种化学键的键能数据如表所示（亚硝酰氯的结构为Cl-N=O）:

化学键	N≡O (NO)	Cl-Cl	Cl-N	N=O
键能/(kJ/mol)	630	243	a	607

则反应2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）的ΔH和a的关系为ΔH= _______________kJ/mol。

（3）300℃时，2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）的正反应速率表达式为v(正)=k·cn(ClNO)，测得速率和浓度的关系如表所示：

序号	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在p压强条件下，M点时容器内NO的体积分数为______________。

②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 x体积分数）。

（5）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)的变化图像如图B所示，则A、B、C三状态中，NO的转化率最大的是______________点，当n(NO)/n(Cl2)=1.5时，达到平衡状态ClNO的体积分数可能是D、E、F三点中的____________点。

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） 的平衡常数K1= ，② 2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）的平衡常数K2=；（2）焓变=反应物的总键能-生成物的总键能；（3）将得n，将n代入①中得k；（4）①NO的体积分数即物质的量分数，利用“三段式”计算平衡后NO的物质的量分数；分压=总压体积分数，则NO、Cl2、ClNO的分压强分别是、、；（5）NO的物质的量越小其转化率越大；当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时生成物的含量最大，当n（NO）/n（Cl2）=1.5时较C点NO的物质的量大，平衡右移，产物的含量增大。

（1）①2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g）平衡常数K1=，②2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）平衡常数K2=，则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），则，解得n=2；将n代入①中得 ，解得k=4.0×10-8L/（mo1s）；（4）①设反应前氯气的物质的量是amol，则n(NO)=2amol

2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）

初始 2a a 0

变化 a 0.5a a

平衡 a 0.5a a

在p压强条件下，M点时容器内NO的体积分数为 = 40%；

②NO、Cl2、ClNO的分压强分别是、、，Kp=5/p ；（5）NO的物质的量越大其转化率越小，所以NO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生成物的含量最大；当n（NO）/n（Cl2）=1.5时较C点NO的物质的量大，平衡右移，产物的含量增大，应为D点；