Question

【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機合成中的重要試劑，可由NO與Cl2在通常條件下反應(yīng)得到，化學(xué)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酰氯，涉及如下反應(yīng)：① 2NO2(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,則K1、K2、K3之間的關(guān)系為K3=_______________（用K1和K2表示）；

(2)已知幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表：（亞硝酰氯的結(jié)構(gòu)為Cl—N==O）

化學(xué)鍵	N≡O	Cl－Cl	Cl－N	N==O
鍵能/(kJ·mol－1)	630	243	a	607

則2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)的反應(yīng)的 △H和a的關(guān)系為 △H = ___kJ·mol－1。

(3)300℃時，2NO(g)＋Cl2 (g)2ClNO(g)的正反應(yīng)速率表達式為v正 = k·cn (ClNO)，測得速率和濃度的關(guān)系如下表：

序號	c(ClNO)/(mol·L－1)	v/(mol·L－1·s－l)
①	0. 30	3. 60×10－9
②	0. 60	1. 44×10－8
③	0. 90	3. 24×10－8

n = ___；k = ____。

(4)若向絕熱恒容密閉容器中充入物質(zhì)的量之比為2 : 1的NO和Cl2進行反應(yīng)2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)，能判斷反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是__（填標號）。

a．容器中的壓強不變 b．2v正(NO) = v逆(Cl2)c．氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變 d．該反應(yīng)平衡常數(shù)保持不變e．NO和Cl2的體積比保持不變

(5)25℃時，向體積為2 L且?guī)�氣壓計的恒容密閉容器中通入0.08 mol NO和0.04 mol Cl2發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)＋Cl2 (g)2ClNO(g)△H。

①若反應(yīng)起始和平衡時溫度相同，測得反應(yīng)過程中壓強(p)隨時間(t)的變化如圖甲曲線a所示，則 △H __（填“>”“<”或“不確定”）0；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)的變化如圖甲曲線b所示，則改變的條件是______。

②圖是甲、乙同學(xué)描繪上述反應(yīng)平衡常數(shù)的對數(shù)值(lg K)與溫度的變化關(guān)系，其中正確的曲線是____（填“甲”或“乙”），m值為_____。

Answer 1

【答案】K3= 289－2a 2 4. 0×10－8 L·mol－1·s－1 acd < 加入催化劑 乙 2

【解析】

（1）利用方程式疊加關(guān)系得到平衡常數(shù)之間的關(guān)系；

（2）利用鍵能計算焓變，反應(yīng)物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和就是焓變；

（3）將表中數(shù)據(jù)帶入速率方程即可求得n和k；

（4）平衡狀態(tài)的判定；

（5）列三段式計算平衡常數(shù)，進而去計算。

（1）①② 將①×2②可得： ,則平衡常數(shù),

故答案為：；

（2）反應(yīng)的△H=反應(yīng)物的鍵能之和生成物的鍵能之和，

故答案為：289－2a；

（3）根據(jù)表格①②中的數(shù)據(jù)，帶入速率公式然后做比值： ,解得n=2,將n代入①中得k=4×108，

故答案為：2；4. 0×10－8 L·mol－1·s－1；

（4）a.對于反應(yīng)，反應(yīng)前后氣體系數(shù)變化，故壓強是變量，故當壓強不再變化說明反應(yīng)已經(jīng)平衡，a正確；

b. 2v正(NO) = v逆(Cl2)，正逆反應(yīng)速率不相等，反應(yīng)未達到平衡狀態(tài)，b錯誤；

c. 氣體的平均相對分子質(zhì)量即平均摩爾質(zhì)量等于總質(zhì)量比總物質(zhì)的量，總質(zhì)量雖然不變，但是總物質(zhì)的量會改變，故平均相對分子質(zhì)量是變量，當它不再變化則說明反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，c正確；

d. 絕熱容器中，溫度會改變，溫度改變平衡常數(shù)就會改變，當平衡常數(shù)不再變化則說明反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，d正確；

e.和的體積比始終是2:1，不是變量，故不能說明達到平衡狀態(tài)，e錯誤；

答案選acd；

（5）①由圖甲分析可知，隨反應(yīng)的進行壓強先增大后減小，5min達到平衡狀態(tài)，推知開始因反應(yīng)是放熱的，隨反應(yīng)進行溫度升高，壓強增大；反應(yīng)到一定程度，因反應(yīng)物濃度減小，隨反應(yīng)正向進行，壓強反而減小，到壓強隨時間變化不變時，達到平衡狀態(tài)，反應(yīng)焓變?yōu)椤鱄<0；由圖甲知：化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡不動，故改變的條件：加入催化劑；

答案為：<；加入催化劑；

②T升高，平衡左移，K減小，lgK減小，曲線選乙，設(shè)反應(yīng)的氯氣物質(zhì)的量為x， 根據(jù)壓強之比等于物質(zhì)的量之比，得到： ，解得：x=0.02mol，依據(jù)計算得到平衡時物質(zhì)的濃度代入x求得：；； ；

平衡常數(shù)： ，lgK=lg100=2，m=2；

故答案為：乙；2。