题目内容

【题目】亚硝酸氯(C1NO)是有机合成中的重要试剂。可由NOCl2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:

2NO2(g)+NaC1(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1

4NO2(g)+2NaC1(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2

2NO(g)+C12(g)2C1NO(g) K3

K1K2K3之间的关系为K3=______________

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)

2NO(g)+C12(g)2C1NO(g)反应的ΔHa的关系为ΔH =_____________kJ/mol

3300℃时,2NO(g)+C12(g)2ClNO(g)的正反应速率表达式为v = k·cn(ClNO)测得速率和浓度的关系如下表:

n =____________k =__________________(注明单位)

4)在1L的恒容密闭容器中充入2molNO(g)1molC12(g),在不同温度下测得c(C1NO)与时间的关系如图A

①该反应的ΔH ____________0(“>”“<”“=”)

②反应开始到10minNO的平均反应速率v(NO)=____________mol/(L·min)

T2时该反应的平衡常数K=____________

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)Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数随n(NO)/n(C12)的变化图象如图B,则ABC三状态中,NO的转化率最大的是____________点,当n(NO)/n(C12)=1.5时,达到平衡状态ClNO的体积分数可能是DEF三点中的____________点。

【答案】 K12/K2 289-2a 2 4.0×10-8L/(mo1·s) < 0.1 2L/mol A D

【解析】(1)已知2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1

4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2

将①×2-②可得:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),因此平衡常数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;

(3)根据数据结合正反应速率表达式为v=k·cn(ClNO)可知,3.60×10-9mo1/(L·s)=k×(0.3mo1/L)n,1.44×10-8mo1/(L·s)=k×(0.6mo1/L)n解得n=2,k=4.0×10-8L/(mo1·s);

4①根据图像,T2T1,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,H0②反应开始到10min时,c(ClNO)=1mol/L,则v(ClNO)0.1mol/(L·min),则NO的平均反应速率v(NO)=v(ClNO)=0.1mol/(L·min)③根据方程式可知

2NO(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===2

(5)n(NO)/n(Cl2)的比值越小,NO的转化率越大,NO的转化率最大的是A点,根据曲线的变化趋势,当n(NO)/n(Cl2)=1.5,达到平衡状态ClNO的体积分数是D。

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