Question

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4mol NO（g）和2mol Cl₂（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

/K1 2 4.0×10-7mol-1·L·s-1 bdf 0.05mol·L-1·min-1 2L/mol C F

【解析】

（1）已知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

将方程式2×②-①得方程式③，③为：2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)，则平衡常数， 故答案为：。

（2）根据表中数据可知将n代入v正= k cn中，。

（3）①a. 恒容条件下，容器体积始终保持不变，不能据此判断平衡状态，a错误；

b. 反应前后气体的物质的量减小，压强越小，当容器压强保持不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，b正确；      

c. 化学平衡常数只与温度有关，温度不变化学平衡常数不变，不能据此判断平衡状态，c错误；

d. 只有氯气有色，当气体颜色保持不变，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，d正确；

e. v(ClNO)=v(NO)时，反应方向未知，无法确定是否达到平衡状态，e错误；

f. NO与ClNO的物质的量比值保持不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，f正确；故答案为：bdf。

②根据图像可知v(ClNO)=，同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比，据此得v(Cl2)=1/2v(ClNO)=1/2×0.1mol/(L·min)=0.05mol/(L·min)，故答案为：0.05mol·L−1·min−1。

③开始c(NO)=4mol/2L=2mol/L、c(Cl2)=2mol/2L=1mol/L，根据三段式：

化学平衡常数，故答案为：2L/mol。

（4）NO的物质的量越大其转化率越小，所以NO转化率最小的是C点；当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时生成物的含量最大，当n(NO)/n(Cl2)=2.8时，产物的含量减小，所以应该是F点，故答案为：C；F。