Question

亚硝酸氯(C1NO)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)+C1₂(g)2C1NO(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：

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

则K₁，K₂，K₃之间的关系为K₃=______________。

（2）已知几种化学键的键能数据如下表(亚硝酸氯的结构为Cl-N=O)：

则2NO(g)+C1₂(g)2C1NO(g)反应的ΔH和a的关系为ΔH =_____________kJ/mol。

（3）300℃时，2NO(g)+C1₂(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：

n =____________；k =__________________(注明单位)。

（4）在1L的恒容密闭容器中充入2molNO(g)和1molC1₂(g)，在不同温度下测得c(C1NO)与时间的关系如图A：

①该反应的ΔH ____________0(填“>”、“<”或“=”)；

②反应开始到10min时NO的平均反应速率v(NO)=____________mol/(L·min)；

③T₂时该反应的平衡常数K=____________。

（5）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的体积分数随n(NO)/n(C1₂)的变化图象如图B，则A、B、C三状态中，NO的转化率最大的是____________点，当n(NO)/n(C1₂)=1.5时，达到平衡状态ClNO的体积分数可能是D、E、F三点中的____________点。

Answer

K12/K2（ 289-2a 2 4.0×10-8L/(mo1·s) < 0.1 2L/mol A D

【解析】（1）已知：①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1

②4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2

将①×2-②可得：2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)，因此平衡常数K3=K12/K2；

（2）2NO(g)+C12(g)2C1NO(g)反应的△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和=(2×630+243)-(2a+2×607)=(289-2a)kJ/mol；

（3）根据数据，结合正反应速率表达式为v正=k·cn(ClNO)可知，3.60×10-9mo1/(L·s)＝k×(0.3mo1/L)n，1.44×10-8mo1/(L·s)＝k×(0.6mo1/L)n，解得n=2，k=4.0×10-8L/(mo1·s)；

（4）①根据图像，T2＞T1，降低温度c(ClNO)增大，说明平衡向正反应方向移动，说明正反应是放热反应，△H＜0；②反应开始到10min时，c(ClNO)=1mol/L，则v(ClNO)＝＝0.1mol/(L·min)，则NO的平均反应速率v(NO)=v(ClNO)=0.1mol/(L·min)；③根据方程式可知

2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)

起始(mol/L) 2 1 0

反应 1 0.5 1

平衡 1 0.5 1

T2时该反应的平衡常数K===2；

（5）n(NO)/n(Cl2)的比值越小，NO的转化率越大，NO的转化率最大的是A点，根据曲线的变化趋势，当n(NO)/n(Cl2)=1.5，达到平衡状态ClNO的体积分数是D。