Question

【題目】亞硝酰氯（ClNO）是有機合成中的重要試劑，工業上可用NO與Cl2合成，回答下列問題：

(1)一定條件下，氮氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時會生成亞硝酰氯，涉及熱化學方程式和平衡常數如下表：

序號	熱化學方程式	平衡常數
①	2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) ΔH1	K1
②	4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+ Cl2(g) ΔH2	K2
③	2NO(g)+ Cl2(g) 2ClNO(g) ΔH3	K3

則ΔH3=_________（用ΔH1、ΔH2表示）；K3=__________（用K1、K2 表示）

(2)300℃時，在一密閉容器中發生反應：2ClNO(g) 2NO(g)+ Cl2(g)，其正反應速率表達式為v正=k·cn(ClNO)。測得速率和濃度的關系如下表：

序號	c(ClNO)/mol·L-1	v正/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

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則n=________；k=___________；達到平衡后，若減小壓強，則混合氣體的平均分子量將_______（填“增大”、“減小”或“不變”）。

(3)25℃時，向體積為2L且帶氣壓計的恒容密閉容器中通入0.08mol NO和0.04mol Cl2發生反應：2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) ΔH

①若反應起始和平衡時溫度相同，測得反應過程中壓強（p）隨時間（t）的變化如圖Ⅰ曲線a所示，則ΔH________0（填“>”、“<”或“不確定”）；若其他條件相同，僅改變某一條件時，測得其壓強（p）隨時間（t）的變化如圖Ⅰ曲線b所示，則改變的條件是___________。

②圖Ⅱ是甲、乙同學描繪上述反應平衡常數的對數值（lgK）與溫度的變化關系，其中正確的曲線是____（填“甲”或“乙”）；m值為_______________。

Answer 1

【答案】 2△H1-△H2 K12/K2 2 4.0×10-8 減小 < 加入催化劑 乙 2

【解析】（1）本題考查熱化學反應方程式的計算以及化學平衡常數，2×①－②得出△H3=2△H1－△H2；K1=c(ClNO)/c2(NO2)，K2=c(Cl2)×c2(NO)/c4(NO2)，K3=c2(ClNO)//[c2(NO)×c(Cl2)]因此K3=K12/K2；（2）本題考查化學反應速率的計算，以及影響化學平衡的因素，把①②數值代入v正的表達式，3.6×10－9=k×0.3n，1.44×10－8=k×0.6n，兩式相比，求出n=2，從①②③中任選一組數值代入v正的表達式，解得k=4×10－8；減小壓強，平衡向正反應方向移動，組分都是氣體，則氣體質量不變，氣體的物質的量增大，根據M=m/n，則平均摩爾質量減小；（3）本題考查影響化學平衡的因素，①由圖1分析可知，隨著反應的進行壓強先增大后減小，5min達到平衡，推出開始因反應是放熱，隨反應進行，溫度升高，壓強增大，達到一定程度，因反應物濃度減小，隨反應正向進行，壓強反而減小，到壓強不再改變時，說明反應達到平衡，即△H<0；化學反應速率加快，但平衡不移動，因此改變的條件是加入催化劑；②本題考查化學平衡常數的計算溫度升高，平衡向逆反應方向移動，K減小，lgK減小，故曲線乙正確；

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

起始濃度：0.04 0.02 0

變化： 2x x 2x

平衡： 0.04－x 0.02－x 2x 因為等溫等容，因此壓強之比等于物質的量之比，即0.06/(0.06－x)=6/5，解得x=0.01，根據平衡常數的定義，K=c2(ClNO)/[c2(NO)×c(Cl2)]=0.022/(0.01×0.022)=100，即lgK=2。