Question

亚硝酰氯（ClNO）是有机合成中的重要试剂，工业上可用NO与Cl₂合成，回答下列问题：

(1)一定条件下，氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及热化学方程式和平衡常数如下表：

序号	热化学方程式	平衡常数
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

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

(2)300℃时，在一密闭容器中发生反应：2ClNO(g) 2NO(g)+ Cl₂(g)，其正反应速率表达式为v_正=k·cⁿ(ClNO)。测得速率和浓度的关系如下表：

序号	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

则n=________；k=___________；达到平衡后，若减小压强，则混合气体的平均分子量将_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

(3)25℃时，向体积为2L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.08mol NO和0.04mol Cl₂发生反应：2NO(g)+Cl₂(g) 2ClNO(g)   ΔH

①若反应起始和平衡时温度相同，测得反应过程中压强（p）随时间（t）的变化如图Ⅰ曲线a所示，则ΔH________0（填“>”、“<”或“不确定”）；若其他条件相同，仅改变某一条件时，测得其压强（p）随时间（t）的变化如图Ⅰ曲线b所示，则改变的条件是___________。

②图Ⅱ是甲、乙同学描绘上述反应平衡常数的对数值（lgK）与温度的变化关系，其中正确的曲线是____（填“甲”或“乙”）；m值为_______________。

Answer

2△H1-△H2 K12/K2 2 4.0×10-8 减小 < 加入催化剂 乙 2

【解析】（1）本题考查热化学反应方程式的计算以及化学平衡常数，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）本题考查化学反应速率的计算，以及影响化学平衡的因素，把①②数值代入v正的表达式，3.6×10－9=k×0.3n，1.44×10－8=k×0.6n，两式相比，求出n=2，从①②③中任选一组数值代入v正的表达式，解得k=4×10－8；减小压强，平衡向正反应方向移动，组分都是气体，则气体质量不变，气体的物质的量增大，根据M=m/n，则平均摩尔质量减小；（3）本题考查影响化学平衡的因素，①由图1分析可知，随着反应的进行压强先增大后减小，5min达到平衡，推出开始因反应是放热，随反应进行，温度升高，压强增大，达到一定程度，因反应物浓度减小，随反应正向进行，压强反而减小，到压强不再改变时，说明反应达到平衡，即△H<0；化学反应速率加快，但平衡不移动，因此改变的条件是加入催化剂；②本题考查化学平衡常数的计算温度升高，平衡向逆反应方向移动，K减小，lgK减小，故曲线乙正确；

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

起始浓度：0.04 0.02 0

变化： 2x x 2x

平衡： 0.04－x 0.02－x 2x 因为等温等容，因此压强之比等于物质的量之比，即0.06/(0.06－x)=6/5，解得x=0.01，根据平衡常数的定义，K=c2(ClNO)/[c2(NO)×c(Cl2)]=0.022/(0.01×0.022)=100，即lgK=2。