Question

亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂，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酰氯，涉及如下反应：① 2NO₂(g)＋NaCl(s)NaNO₃(s)＋ClNO(g) K₁；②4NO₂(g)＋2NaCl(s)2NaNO₃(s)＋2NO(g)＋Cl₂(g) K₂；③2NO(g)＋Cl₂(g)2ClNO(g) K₃,则K₁、K₂、K₃之间的关系为K₃=_______________（用K₁和K₂表示）；

(2)已知几种化学键的键能数据如下表：（亚硝酰氯的结构为Cl—N==O）

化学键	N≡O	Cl－Cl	Cl－N	N==O
键能/(kJ·mol^－^1)	630	243	a	607

则2NO(g)＋Cl₂(g)2ClNO(g)的反应的 △H和a的关系为 △H = ___kJ·mol^－1。

(3)300℃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^－^l)
①	0. 30	3. 60×10^－^9
②	0. 60	1. 44×10^－^8
③	0. 90	3. 24×10^－^8

n = ___；k = ____。

(4)若向绝热恒容密闭容器中充入物质的量之比为2 : 1的NO和Cl₂进行反应2NO(g)＋Cl₂(g)2ClNO(g)，能判断反应已达到化学平衡状态的是__（填标号）。

a．容器中的压强不变 b．2v_正(NO) = v_逆(Cl₂)c．气体的平均相对分子质量保持不变    d．该反应平衡常数保持不变e．NO和Cl₂的体积比保持不变

(5)25℃时，向体积为2 L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.08 mol NO和0.04 mol Cl₂发生反应：2NO(g)＋Cl₂ (g)2ClNO(g)△H。

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)的变化如图甲曲线a所示，则 △H __（填“>”“<”或“不确定”）0；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)的变化如图甲曲线b所示，则改变的条件是______。

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

Answer

K3= 289－2a 2 4. 0×10－8 L·mol－1·s－1 acd < 加入催化剂 乙 2

【解析】

（1）利用方程式叠加关系得到平衡常数之间的关系；

（2）利用键能计算焓变，反应物的键能之和减去生成物的键能之和就是焓变；

（3）将表中数据带入速率方程即可求得n和k；

（4）平衡状态的判定；

（5）列三段式计算平衡常数，进而去计算。

（1）①② 将①×2−②可得： ,则平衡常数,

故答案为：；

（2）反应的△H=反应物的键能之和−生成物的键能之和，

故答案为：289－2a；

（3）根据表格①②中的数据，带入速率公式然后做比值： ,解得n=2,将n代入①中得k=4×10−8，

故答案为：2；4. 0×10－8 L·mol－1·s－1；

（4）a.对于反应，反应前后气体系数变化，故压强是变量，故当压强不再变化说明反应已经平衡，a正确；

b. 2v正(NO) = v逆(Cl2)，正逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，b错误；

c. 气体的平均相对分子质量即平均摩尔质量等于总质量比总物质的量，总质量虽然不变，但是总物质的量会改变，故平均相对分子质量是变量，当它不再变化则说明反应已经达到平衡状态，c正确；

d. 绝热容器中，温度会改变，温度改变平衡常数就会改变，当平衡常数不再变化则说明反应已经达到平衡状态，d正确；

e.和的体积比始终是2:1，不是变量，故不能说明达到平衡状态，e错误；

答案选acd；

（5）①由图甲分析可知，随反应的进行压强先增大后减小，5min达到平衡状态，推知开始因反应是放热的，随反应进行温度升高，压强增大；反应到一定程度，因反应物浓度减小，随反应正向进行，压强反而减小，到压强随时间变化不变时，达到平衡状态，反应焓变为△H<0；由图甲知：化学反应速率加快，平衡不动，故改变的条件：加入催化剂；

答案为：<；加入催化剂；

②T升高，平衡左移，K减小，lgK减小，曲线选乙，设反应的氯气物质的量为x， 根据压强之比等于物质的量之比，得到： ，解得：x=0.02mol，依据计算得到平衡时物质的浓度代入x求得：；； ；

平衡常数： ，lgK=lg100=2，m=2；

故答案为：乙；2。