Question

13．亞硝酸酰（Cl一N=O）是有機合成中的重要試劑，可由NO和Cl₂反應得到，化學方程式為2NO（g）+Cl₂（g）=2ClNO（g）．
（l）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既板，涉及如下反應：
①2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO3（s）+ClNO（g）△H₁  K₁
②4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）△H₂      K₂
③2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）△H₂      K₃
△H₃與△H₃、△H₂之間的關系式為△H₃₌2△H₁-△H₃；平衡常數(shù)K₃=$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$（用K₁、K₂表示）．
（2）已知幾種化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表：

化學鍵	NO中氮氧鍵	Cl-Cl鍵	Cl-N鍵	N=O鍵
鍵能/KJ/mol	630	243	a	607

則：△H₃+2a=289KJ/mol．
（3）在1L的恒容密閉容器中充入2molNO（g）和1molCl₂（g），在不同溫度下測得c（ClNO）與t的關系如圖A所示．

①反應開始到10min時，平均反應速率v（Cl₂）=0.05mol/（L•min）；
②T₂時該反應的平衡常數(shù)K=2．
③NO的平衡轉化率為50%．
（4）在密閉容器中充入NO（g）和Cl₂（g），改變外界條件[壓強、n（Cl₂）/n（NO）、催化劑接觸面]，NO的平衡轉化率變化如圖B所示．X代表壓強、$\frac{n（C{l}_{2}）}{n（NO）}$．

Answer 1

分析 （1）已知：①2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g）
②4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）
將①×2-②可得：2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），焓變?yōu)楸稊?shù)關系，而K為指數(shù)關系，以此計算K；
（2）2NO（g）+C1₂（g）?2C1NO（g）反應的△H=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和；
（3）①10min時c（ClNO）=1mol/L，根據(jù)v（ClNO）=$\frac{△c}{△t}$計算，再根據(jù)計量數(shù)的關系計算v（Cl₂）；
②根據(jù)化學平衡常數(shù)為平衡時生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積之比計算；
③NO的平衡轉化率=$\frac{轉化的物質的量}{起始的物質的量}$×100%；
（4）由圖可知，隨著外界條件的改變，NO的轉化率增大，平衡向正方向移動，據(jù)此分析．

解答 解：（1）已知：①2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g）
②4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）
將①×2-②可得：2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），該反應△H₃=2△H₁-△H₂，則平衡常數(shù)K₃=$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$，
故答案為：2△H₁-△H₂；$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$；
（2）2NO（g）+C1₂（g）?2C1NO（g）反應的△H₃=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=（2×630+243）-（2a+2×607）=（289-2a）kJ/mol，
則：△H₃+2a=289kJ/mol
故答案為：289；
（3）①10min時c（ClNO）=1mol/L，則v（ClNO）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{1mol/L}{10min}$=0.1mol/（L•min），由方程式可知，v（Cl₂）=$\frac{1}{2}$v（ClNO）=0.05mol/（L•min）；
故答案為：0.05；
②平衡時c（ClNO）=1mol/L，c（NO）=1mol/L，c（Cl₂）=0.5mol/L，則反應2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）的K=$\frac{{1}^{2}}{{1}^{2}×0.5}$=2；
故答案為：2；
③NO的平衡轉化率=$\frac{轉化的物質的量}{起始的物質的量}$×100%=$\frac{1mol}{2mol}$×100%=50%；
故答案為：50%；
（4）由圖可知，隨著外界條件的改變，NO的轉化率增大，平衡向正方向移動，已知：2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），增大壓強平衡向正方向移動，NO的轉化率增大；增大$\frac{n（C{l}_{2}）}{n（NO）}$的值，NO的轉化率增大；增大催化劑接觸面，化學平衡不移動，NO的轉化率不變；
故答案為：壓強；$\frac{n（C{l}_{2}）}{n（NO）}$．

點評 本題考查化學平衡計算、外界條件對化學平衡影響因素、蓋斯定律的應用等知識點，側重考查學生分析判斷及計算能力，注意注意反應速率和平衡常數(shù)的計算方法、以及圖象、數(shù)據(jù)的分析應用，題目難度中等．