Question

【題目】亞硝酰氯（ClNO）是有機(jī)合成中的重要試劑，可由NO與Cl2反應(yīng)得到，化學(xué)方程式為

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

（1）研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時(shí)會(huì)生成亞硝酸氯，涉及如下反應(yīng)：

①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) ΔH1 K1

②4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2Cl2(g)+2NO(g) ΔH2 K2

③2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) ΔH3 K3

ΔH1 、ΔH2 、ΔH3 之間的關(guān)系式為______；平衡常數(shù)K1、K2、K3之間的關(guān)系式為_______。

（2）已知幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵	NO中的氮氧鍵	Cl-Cl鍵	Cl-N鍵	ClNO中的N=O鍵
鍵能/(KJ/mol)	630	243	a	607

則ΔH3+2a=_________。

（3）300℃時(shí)，2ClNO(g)2NO(g)+Cl2(g)的正反應(yīng)速率的表達(dá)式為v正=k·cn(ClNO)(k為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān))，測得塑料廠與濃度關(guān)系如下表所示：

序數(shù)	c(ClNO)/(mol/L)	v/(mol·L·s)
①	0.30	3.60×10-9
②	0.60	1.44×10-8
③	0.90	3.24×10-8

n=___________,k=____________。

（4）在兩個(gè)容積均為2L的恒容密閉容器中分別加入4mol和2mol ClNO，在不同溫度下發(fā)生反應(yīng)：2ClNO(g) 2NO(g)+Cl2(g)，達(dá)道平衡時(shí)ClNO的濃度隨溫度變化的曲線如圖所示（圖中ABC點(diǎn)均位于曲線上）。

①2ClNO(g) 2NO(g)+Cl2(g) ΔS____0（選填“>”“<”或“=”）。

②A、B兩點(diǎn)平衡常數(shù)之比為K(A):K(B)=_____。

③B、C兩點(diǎn)ClNO的轉(zhuǎn)化率a(B)______a(C) （選填“>”“<”或“=”）。

（5）在催化劑作用下NO和CO轉(zhuǎn)化為無毒氣體：

2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH=-748KJ/mol

①一定條件下，單位時(shí)間內(nèi)不同溫度下測定的氮氧化物轉(zhuǎn)化率如圖1所示。溫度高于710K時(shí)，隨溫度的升高氮氧化物轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是___________。

②已知：測定空氣中NO和CO含量可用電化學(xué)氣敏傳感器法。其中CO傳感器的工作原理如圖2所示，則工作電極的反應(yīng)式為______。

Answer 1

【答案】 ΔH3+ΔH2=2ΔH1 K2·K3=K12 289KJ/mol 2 4.0×10-8L·mol-1·s-1 > 1:27 < 溫度升高710K時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，由于該反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，氮氧化物轉(zhuǎn)化率降低 CO-2e-+H2O=CO2+2H+

【解析】本題分析：本題主要考查有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算。

（1）2①-②=③，ΔH1 、ΔH2 、ΔH3 之間的關(guān)系式為ΔH3+ΔH2=2ΔH1；平衡常數(shù)K1、K2、K3之間的關(guān)系式為K2·K3=K12。

（2）ΔH=反應(yīng)物鍵能-生成物鍵能。ΔH3=[2×630+243-2×(a+607)]kJ/mol，

則ΔH3+2akJ/mol =289kJ/mol 。

（3）將兩組數(shù)據(jù)代入 v正=k·cn(ClNO)，得 n=2，k=4.0×10-8L·mol-1·s-1。

（4）①該反應(yīng)氣體物質(zhì)的量增大，所以ΔS>0。

②B點(diǎn)和A點(diǎn)所在曲線分別加入4mol和2mol ClNO，K=，A點(diǎn)ClNO、NO、Cl2 的濃度分別是0.5mol/L、0.5mol/L、0.25mol/L，B點(diǎn)ClNO、NO、Cl2的濃度分別是0.5mol/L、1.5mol/L、0.75mol/L，平衡常數(shù)之比為K(A):K(B)=1:27。

③B點(diǎn)減壓得到C點(diǎn)，減壓平衡右移，所以B、C兩點(diǎn)ClNO的轉(zhuǎn)化率a(B)<a(C) 。

（5）①當(dāng)溫度升高至710K時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，氮氧化物轉(zhuǎn)化率降低 。

②CO傳感器的工作電極的反應(yīng)式為CO-2e-+H2O=CO2+2H+。