Question

亚硝酸氯（ClNO）是有机合成中的重要试剂。亚硝酸氯可由NO与Cl₂在通常条件下反应得到，化学方程式为2NO（g）+Cl₂（g）2ClNO（g）。

（1）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酸氯，涉及如下反应：

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

则K₁，K₂，K₃之间的关系为K₃=______________。

（2）T℃时，2NO（g）+Cl₂（g）2ClNO（g）的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/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=____________（注明单位）。

（3）在2L的恒容密闭容器中充入4molNO（g）和2molCl₂（g），在不同温度下测得c（ClNO）与时间的关系如图A：

     

①温度为T₁时，能作为该反应达到平衡的标志的有              ；

a．容器体积保持不变

b．容器压强保持不变

c．平衡常数K保持不变

d．气体颜色保持不变

e．v（ClNO）= v（NO）

f．NO与 ClNO的物质的量比值保持不变

②反应开始到10min时Cl₂的平均反应速率v（Cl₂）=____________；

③温度为T₂时，10min已经达到平衡，该反应的平衡常数K=____________（注明单位）。

（4）一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO（g）和Cl₂（g），平衡时ClNO的体积分数φ随n（NO）/n（Cl₂）的变化图象如图B，则A、B、C三状态中，NO的转化率最小的是__________点，当n（NO）/n（Cl₂）=2.8时，达到平衡状态ClNO的体积分数φ可能是D、E、F三点中的_________点。

Answer

（1）K22/K1

（2）n=2；k=4.0×10-7mol-1·L·s-1（注明单位）。

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

（4）C点 F点。

【解析】

试题分析：

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

②2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g）

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

（2）根据数据，结合正反应速率表达式为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）根据图A可知，温度越高，c（ClNO）越小，说明2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）为放热反应，且正反应方向的气体系数减小。

①a．2L的恒容密闭容器，容器体积始终保持不变，不能作为该反应达到平衡的标志；b．随着反应进行，容器总压强逐渐减小，当容器压强保持不变时，说明反应已经达到平衡状态；c．平衡常数K只与温度有关，温度为T1时，K保持不变，不能作为该反应达到平衡的标志；d．气体颜色保持不变，即说明c（Cl2）保持不变，反应已经达到平衡状态；e．NO和ClNO的系数相同，则有任何时候v（ClNO）= v（NO），不能作为该反应达到平衡的标志；f．NO与 ClNO的物质的量比值保持不变，说明反应已经达到平衡状态；故选bdf。

②反应开始到10min时，c（C1NO）=1mol/L，则v（C1NO）= =0.1mol/（L·min），则Cl2的平均反应速率v（Cl2）=v（C1NO）=0.05mol/（L·min）；

③ 2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）

起始（mol/L） 2 1 0

反应（mol/L） 1 0.5 1

平衡（mol/L） 1 0.5 1

T2时该反应的平衡常数K===2L/mol；

（4）n（NO）/n（C12）的比值越大，NO的转化率越小，NO的转化率最小的是C点。根据曲线的变化趋势，当n（NO）/n（C12）=2.8，达到平衡状态ClNO的体积分数是F。

考点：考查反应热、反应速率和平衡常数计算及外界条件对平衡状态的影响等