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(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酸氯，涉及如下反應(yīng)：

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(guān)系為K3=____________。

（2）T℃時，2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)的正反應(yīng)速率表達式為υ正=kcn(ClNO)，測得速率和濃度的關(guān)系如下表：

序號	c(ClNO)/mol·L－1	υ/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2 L的恒容密閉容器中充入4 mol NO(g)和2molCl2(g)，在不同溫度下測得c(ClNO)與時間的關(guān)系如圖I。

① 溫度為T1時，能作為該反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志的有__________。

a.氣體體積保持不變 b.容器壓強保持不變 c.平衡常數(shù)K保持不變

d.氣體顏色保持不變 e.υ(ClNO)=υ(NO) f.NO與ClNO的物質(zhì)的量比值保持不變

② 反應(yīng)開始到10min時，Cl2的平均反應(yīng)速率υ(Cl2)=_______________。

③ 溫度為T2時，10 min時反應(yīng)已經(jīng)達到平衡，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________。

（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?jǐn)?shù)φ隨的變化如圖II，則A、B、C三個狀態(tài)中，NO的轉(zhuǎn)化率最小的是____點，當(dāng)時，達到平衡狀態(tài)時ClNO的體積分?jǐn)?shù)φ可能是D、E、F三點中的_____點。

Answer 1

【答案】 2 4.0×10-7L·mol－1·s－1 bdf 0.05mol·L－1·min－1 2L·mol－1 C F

【解析】

(1)反應(yīng)③=2×②－①，化學(xué)方程式乘的系數(shù)，計算平衡常數(shù)的時候，系數(shù)為平衡常數(shù)的指數(shù)，則平衡常數(shù)K3==；

(2) υ正=kcn(ClNO)，將①②兩組數(shù)據(jù)代入關(guān)系式，可得，，可以求得n=2，k=4.0×10-7L·mol－1·s－1；

(3) ①2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)，均為氣體，反應(yīng)前后氣體體積不相等。當(dāng)一個發(fā)生變化的物理量不變的時候，說明反應(yīng)達到了平衡。a.反應(yīng)條件為恒容條件，體積一直不變，氣體體積保持不變不能作為平衡的標(biāo)志；b.同溫同體積的條件下，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，反應(yīng)前后物質(zhì)的量改變，則壓強也會發(fā)生改變，容器壓強保持不變說明達到平衡狀態(tài)；c.平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)系，溫度不變，則K不變，平衡常數(shù)K保持不變不能作為平衡的標(biāo)志；d.氣體顏色和濃度有關(guān)，氣體顏色保持不變，濃度不變，說明達到了平衡；e.υ(ClNO)=υ(NO)，不知道表達的是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率，無法得知正逆反應(yīng)是否相等，不能判斷是否平衡；f.NO與ClNO的物質(zhì)的量比值保持不變，說明NO和ClNO的物質(zhì)的量都不變，說明反應(yīng)達到了平衡。綜上bdf能夠用于判斷平衡；

②反應(yīng)10min，c(ClNO)=1mol·L－1。

Cl2 ～ 2ClNO

轉(zhuǎn)化 0.5mol·L－1 c(ClNO)=1mol·L－1

；

③體積為2L，開始NO和Cl2的物質(zhì)的量分別為4mol、2mol，則它們的濃度分別為2mol·L－1和1mol·L－1。

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

開始的濃度(mol/L) 2 1 0

轉(zhuǎn)化的濃度(mol/L) 1 0.5 1

平衡的濃度(mol/L) 1 0.5 1

，平衡常數(shù)為2。

(4)當(dāng)反應(yīng)物有兩種或兩種以上的時候，增加其中一種反應(yīng)物的濃度，其自身的轉(zhuǎn)化率降低，其他的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增加。所以n(NO)/n(Cl2)越大，說明NO越多，NO的轉(zhuǎn)化率越低。NO的轉(zhuǎn)化率最小的是為C點。當(dāng)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比等于其計量數(shù)之比時生成物的含量最大，當(dāng)n(NO)/n(Cl2)=3時，產(chǎn)物的含量減少，所以為F點。