题目内容

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

(1)氢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酰氯,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=________(用K1和K2表示)。

(2)已知几种化学键的键能数据如下表(亚硝酰氯的结构为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ΔH和a的关系为ΔH=_______kJ·mol-1。

(3)按投料比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该反应的ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。

②在p压强条件下,M点时容器内NO的体积分数为________。

③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×体积分数)。

 

(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),在n(NO)/n(Cl2)=1.5时达到平衡状态,ClNO的体积分数可能是图(b)中D、E、F三点中的________点。

【答案】K3=K12/K2 +(289-2a) < 40% 5/p D

【解析】

(1)已知:①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g),②4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),将①×2-②可得:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),则平衡常数K3=K12/K2,故答案为: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,故答案为:289-2a;

(3)①根据图象可知T1<T2,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设起始n(NO)为2mol,n(Cl2)为1mol,由图可知NO转化率为50%,由题意建立如下三段式:

2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)

起始(mol) 2 1 0

反应(mol) 1 0.5 1

平衡(mol) 1 0.5 1

平衡时混合气体的总物质的量为2.5mol,则M点时容器内NO的体积分数为1mol/2.5mol×100%=40%,故答案为:40%;

③由三段式数据计算可得,NO的体积分数为40%,Cl2的体积分数为20%,ClNO的体积分数为40%,则M点的分压平衡常数Kp=(0.4p)2/(0.4p)2×(0.2p)=5/p,故答案为:5/p;

(4)n(NO)/n(Cl2)的比值越小,说明若n(NO)不变,n(C12)越大,所以NO的转化率越大,NO的转化率最大的是A点;当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时,两种反应物的转化率相同,故此时生成物的百分含量最大,当n(NO)/n(Cl2) 增大到1.5时产物的百分含量增大,所以应该是D点,故答案为:D。

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(1)已知:I.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(1) ===2H2SO4(aq) △H1;

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Ⅲ.2HClO(aq) ===2HCl(aq)+O2(g) △H3

SO2(g)+Cl2(g)+2H2 O(1)=2HCl(aq)+H2SO4 (aq) △H4=____________________(用含有△H1、△H2和△H3的代数式表示)。

(2)25℃时,H2SO3溶液中各含硫微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的变化关系如图甲所示。

已知25℃时,NaHSO3的水溶液pH<7,用图中的数据通过计算解释原因 ____________________。

(3)NaClO2是一种绿色消毒剂和漂白剂,工业上采用电解法制备 NaClO2的原理如图乙所示。

①交换膜应选用____________________(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)

②阳极的电极反应式为________________________________________。

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(5)在不同条件下,向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2,反应体系总压强随时间的变化如图(I)所示:

①图(I)中三组实验从反应开始至达到平衡时,v(CO)最大的为___________(填序号)

②与实验a相比,c组改变的实验条件可能是_________________。

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