Question

19．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K₁，K₂，K₃之间的关系为K₃=$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$．
（2）已知几种化学键的键能数据如表（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）+Cl₂（g）?2ClNO（g）反应的△H和a的关系为△H=289-2akJ/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下表：

序号	c（ClNO）/mol．L-1	v/mol．L-1•s-1
①	0.30	3.60×10${\;}^{-{9}^{\;}}$
②	0.60	1.44×10-8
③	0.90	3.24×10-8

n=2；k=4.0×10^-8L/（mo1•s）（注明单位）．
（4）在1L的恒容密闭容器中充入2molNO（g）和1molCl₂（g），在不同温度下测得c（ClNO）与时间的关系如图A：

①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
（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$\frac{n（NO）}{n（C{l}_{2}）}$=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，当$\frac{n（NO）}{n（C{l}_{2}）}$=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D点．

Answer 1

分析 （1）已知：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
由盖斯定律可知2②-①=③，焓变为倍数关系，而K为指数关系，以此计算K；
（2）根据反应的△H=反应物的总键能-生成物的总键能计算；
（3）将$\frac{②}{①}$得n，将n代入①中得k；
（4）①由图A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；
②10min时c（ClNO）=1mol/L，则c（NO）=1mol/L，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算速率；
③根据化学平衡常数为平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积之比计算；
（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时说较C点NO的物质的量较大，平衡右移，产物的含量增大．

解答 解：（1）已知：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
由盖斯定律可知2②-①=③，焓变为倍数关系，而K为指数关系，则平衡常数K₃=$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$；
故答案为：$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$；
（2）反应的△H=反应物的总键能-生成物的总键能，则△H=（2×630+243）-（2a+2×607）=（289-2a）kJ/mol；
故答案为：289-2a；
（3）v正=k•cⁿ（ClNO），则$\frac{1.44×1{0}^{-8}}{3.6×1{0}^{-9}}$=$\frac{k•0．{6}^{2}}{k•0．{3}^{2}}$，解得n=2；将n代入①中得k=$\frac{3.6×1{0}^{-9}}{0．{3}^{2}}$L/（mo1•s）=
4.0×10^-8L/（mo1•s）；
故答案为：2；4.0×10^-8L/（mo1•s）；
（4）①根据图象可知T₁＜T₂，温度越高，反应速率越大，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在1L的恒容密闭容器中充入2molNO（g）和1molCl₂（g），10min时c（ClNO）=1mol/L，则此时c（NO）=1mol/L，v（NO）=$\frac{1mol/L}{10min}$=0.1mol/（L•min）；
故答案为：0.1；
③平衡时c（ClNO）=1mol/L，c（NO）=1mol/L，c（Cl₂）=0.5mol/L，则反应2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）的K=$\frac{{1}^{2}}{{1}^{2}×0.5}$=2；
故答案为：2；
（5）NO的物质的量越大其转化率越小，所以NO转化率最小的是C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）=2.8时产物的含量减小，所以应该是F点，
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，为A点；当n（NO）/n（Cl₂）=1.5时说较C点NO的物质的量较大，平衡右移，产物的含量增大，为D；
故答案为：A；D．

点评 本题考查化学平衡计算、外界条件对化学平衡影响因素、化学平衡状态判断等知识点，侧重考查学生分析判断及计算能力，利用三段式法进行有关计算，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．