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)—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)   △H1	K1
②	4NO2(g) +2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)  △H2	k2
③	2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)   △H3	K3

K₃=_______(用K₁、K₂表示)。

(2)25℃时，向体积为2L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.08molNO和0.04molCl₂发生反应：2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)   △H₃。

① 下列描述能说明该反应已达到平衡状态的是_____（填序号）

a.v_正(Cl₂)=2v_逆(NO)             b.容器内混合气体的密度保持不变

c.容器内气体压强保持不变         d.容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变

②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△H₃______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，則改变的条件是_________。

③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

K12/K2 cd < 加催化剂 乙 2

【解析】试题分析：(1)根据方程式2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)可由①×2-②得到，分析K3与K1、K2的关系；(2)①达到平衡状态时，v正：v逆=系数比；根据 ，密度是恒量；反应前后气体系数和不同，压强为该反应的变量； ，混合气体的平均相对分子质量是变量。

②正反应气体物质的量减少，但开始压强增大，说明反应放热；若其他条件相同，改变后压强不变，说明平衡没移动。③△H3<0，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小；根据图Ⅰ同温、同体积的气体压强比等于物质的量比计算平衡时的浓度。

解析：(1)①×2-②得到2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)， K3= K12/K2；

(2)25℃时，向体积为2L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.08molNO和0.04molCl2发生反应：2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) △H3。

①达到平衡状态时，即2v正(Cl2)= v逆(NO)，故a错误；根据 ，气体质量、气体体积都不变，所以密度是恒量，容器内混合气体的密度保持不变不一定平衡，故b错误；反应前后气体系数和不同，压强为该反应的变量，容器内气体压强保持不变，一定平衡，故c正确； ，气体物质的量是变量，所以混合气体的平均相对分子质量是变量，容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变，一定平衡，故d正确。

②正反应气体物质的量减少，但开始压强增大，说明反应放热，所以△H3<0；若其他条件相同，改变后压强不变，说明平衡没移动，所以改变条件是加入催化剂。③△H3<0，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，lgK 随温度升高而减小，故乙正确；

根据图Ⅰ

X=0.01

, lgK=2。

点睛：本题考查平衡常数、平衡标志；重点把握“变量不变”一定达到平衡状态，如何判断“变量不变”。