Question

【題目】亞硝酸氯（ClNO）是有機合成中的重要試劑。亞硝酸氯可由NO與Cl2在通常條件下反應得到，化學方程式為2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）。

（1）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酸氯，涉及如下反應：

①4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g） K1

②2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g） K2

③2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g） K3

則K1，K2，K3之間的關系為K3=______________。

（2）T℃時，2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）的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/mol·L-1·s-1
①	0.30	3.6×10-8
②	0.60	1.44×10-7
③	0.90	3.24×10-7

n=____________；k=____________（注明單位）。

（3）在2L的恒容密閉容器中充入4molNO（g）和2molCl2（g），在不同溫度下測得c（ClNO）與時間的關系如圖A：

①溫度為T1時，能作為該反應達到平衡的標志的有 ；

a．容器體積保持不變

b．容器壓強保持不變

c．平衡常數K保持不變

d．氣體顏色保持不變

e．v（ClNO）= v（NO）

f．NO與 ClNO的物質的量比值保持不變

②反應開始到10min時Cl2的平均反應速率v（Cl2）=____________；

③溫度為T2時，10min已經達到平衡，該反應的平衡常數K=____________（注明單位）。

（4）一定條件下在恒溫恒容的密閉容器中按一定比例充入NO（g）和Cl2（g），平衡時ClNO的體積分數φ隨n（NO）/n（Cl2）的變化圖象如圖B，則A、B、C三狀態中，NO的轉化率最小的是__________點，當n（NO）/n（Cl2）=2.8時，達到平衡狀態ClNO的體積分數φ可能是D、E、F三點中的_________點。

Answer 1

【答案】（1）K22/K1

（2）n=2；k=4.0×10-7mol-1·L·s-1（注明單位）。

（3）①bdf；②0.05mol·L-1·min-1；③2L/mol（注明單位）。

（4）C點 F點。

【解析】

試題分析：

（1）已知：①4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）

②2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g）

將②×2－①可得③：2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g），平衡常數K3=K22/K1。

（2）根據數據，結合正反應速率表達式為v正=k·cn（ClNO）可知，3.60×10-8mo1/（L·s）=k×（0.3mo1/L）n，1.44×10-7mo1/（L·s）=k×（0.6mo1/L）n，解得n=2，k=4.0×10-7L/（mo1·s）；

（3）根據圖A可知，溫度越高，c（ClNO）越小，說明2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）為放熱反應，且正反應方向的氣體系數減小。

①a．2L的恒容密閉容器，容器體積始終保持不變，不能作為該反應達到平衡的標志；b．隨著反應進行，容器總壓強逐漸減小，當容器壓強保持不變時，說明反應已經達到平衡狀態；c．平衡常數K只與溫度有關，溫度為T1時，K保持不變，不能作為該反應達到平衡的標志；d．氣體顏色保持不變，即說明c（Cl2）保持不變，反應已經達到平衡狀態；e．NO和ClNO的系數相同，則有任何時候v（ClNO）= v（NO），不能作為該反應達到平衡的標志；f．NO與 ClNO的物質的量比值保持不變，說明反應已經達到平衡狀態；故選bdf。

②反應開始到10min時，c（C1NO）=1mol/L，則v（C1NO）= =0.1mol/（L·min），則Cl2的平均反應速率v（Cl2）=v（C1NO）=0.05mol/（L·min）；

③ 2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）

起始（mol/L） 2 1 0

反應（mol/L） 1 0.5 1

平衡（mol/L） 1 0.5 1

T2時該反應的平衡常數K===2L/mol；

（4）n（NO）/n（C12）的比值越大，NO的轉化率越小，NO的轉化率最小的是C點。根據曲線的變化趨勢，當n（NO）/n（C12）=2.8，達到平衡狀態ClNO的體積分數是F。