Question

18．亞硝酸氯（C1NO）是有機(jī)合成中的重要試劑．可由NO與Cl₂在通常條件下反應(yīng)得到，化學(xué)方程式為2NO（g）+C1₂（g）?2C1NO（g），
（1）氮氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時(shí)會(huì)生成亞硝酸氯，涉及如下反應(yīng)：
①2NO₂（g）+NaC1（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g）   K₁
②4NO₂（g）+2NaC1（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）  K₂
③2NO（g）+C1₂（g）?2C1NO（g）   K₃
則K₁，K₂，K₃之間的關(guān)系為K₃=$\frac{{{K}^{2}}_{1}}{{K}_{2}}$．
（2）已知幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表（亞硝酸氯的結(jié)構(gòu)為Cl-N=O）：

化學(xué)鍵	N≡O(shè)	Cl-Cl	Cl-N	N=O
鍵能/kJ．mol-1	630	243	a	607

則2NO（g）+C1₂（g）?2C1NO（g）反應(yīng)的△H和a的關(guān)系為△H=289-2akJ/mol．
（3）在1L的恒容密閉容器中充入2molNO（g）和1molC1₂（g），在不同溫度下測(cè)得c（C1NO）與時(shí)間的關(guān)系如圖A：

①由圖A可判斷T₁＜T₂，該反應(yīng)的△H＜0 （填“＞”“＜”或“=”）．
②反應(yīng)開始到10min時(shí)NO的平均反應(yīng)速率v（NO）=0.1mol/（L•min）．
③T₂時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2．
（4）一定條件下在恒溫恒容的密閉容器中按一定比例充入NO（g）和Cl₂（g），平衡時(shí)ClNO的體積分?jǐn)?shù)隨$\frac{n（NO）}{n（C{1}_{2}）}$的變化圖象如圖B，則A、B、C三狀態(tài)中，NO的轉(zhuǎn)化率最大的是A點(diǎn)．

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(guān)系，而K為指數(shù)關(guān)系，以此計(jì)算K；
（2）2NO（g）+C1₂（g）?2C1NO（g）反應(yīng)的△H=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和；
（3）①由圖象可知T₂先達(dá)到平衡狀態(tài)，且生成物的濃度小，則升高溫度平衡逆向移動(dòng)；
②反應(yīng)開始到10min時(shí)，c（C1NO）=1mol/L，則v（C1NO）=$\frac{1mol/L}{10min}$=0.1mol/（L•min），結(jié)合速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算；
③2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）
起始（mol/L）   2                 1           0
反應(yīng)                  1               0.5          1
平衡                   1               0.5          1
結(jié)合平衡濃度計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K；
（4）$\frac{n（NO）}{n（C{1}_{2}）}$的比值越小，說明若n（NO）不變，n（C1₂） 越大，所以NO的轉(zhuǎn)化率越大．

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），則平衡常數(shù)K₃=$\frac{{{K}^{2}}_{1}}{{K}_{2}}$，故答案為：K₃=$\frac{{{K}^{2}}_{1}}{{K}_{2}}$；
（2）2NO（g）+C1₂（g）?2C1NO（g）反應(yīng)的△H=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=（2×630+243）-（2a+2×607）=（289-2a）kJ/mol，
故答案為：289-2a；
（3）①根據(jù)圖象可知T₁＜T₂，降低溫度c（C1NO）增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0，
故答案為：＜；＜；
②反應(yīng)開始到10min時(shí)，c（C1NO）=1mol/L，則v（C1NO）=$\frac{1mol/L}{10min}$=0.1mol/（L•min），
則NO的平均反應(yīng)速率v（NO）=v（C1NO）=0.1mol/（L•min），
故答案為：0.1mol/（L•min）；
③2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）
起始（mol/L）   2                 1           0
反應(yīng)                  1               0.5          1
平衡                   1               0.5          1
T₂時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{{1}^{2}}{{1}^{2}×0.5}$=2，
故答案為：2；
（4）$\frac{n（NO）}{n（C{1}_{2}）}$的比值越小，說明若n（NO）不變，n（C1₂） 越大，所以NO的轉(zhuǎn)化率越大，NO的轉(zhuǎn)化率最大的是A點(diǎn)，
故答案為：A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握K的計(jì)算、三段法應(yīng)用、焓變的計(jì)算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，注意圖象及數(shù)據(jù)的應(yīng)用，題目難度不大．