Question

【題目】亞硝酰氯(NOCl)是有機合成中的重要試劑，可由NO和Cl2反應得到，化學方程式為2NO(g)＋Cl2(g) 2NOCl(g)。

(1)氮氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時會生成亞硝酰氯，涉及如下反應：

①2NO2(g)＋NaCl(s) NaNO3(s)＋NOCl(g)

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

③2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)

設反應①②③對應的平衡常數(shù)依次為K1、K2、K3，則K1、K2、K3之間的關系為______________。

(2)300 ℃時，2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)。

正反應速率的表達式為v正＝k·cn(NOCl)(k為速率常數(shù)，只與溫度有關)，測得速率與濃度的關系如表所示：

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

n＝____________，k＝______________。

(3)在1 L恒容密閉容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，在不同溫度下測得c(NOCl)與時間t的關系如圖A所示：

①反應開始到10 min時NO的平均反應速率v(NO)＝_________________ mol·L－1·min－1。

②T2時該反應的平衡常數(shù)K為_______________________。

③Cl2的平衡轉化率為____________________________。

(4)在密閉容器中充入NO(g)和Cl2(g)，改變外界條件（溫度、壓強、、與催化劑的接觸面積），NO的轉化率變化關系如圖B所示。X代表_______________________。

Answer 1

【答案】K2·K3＝K12 2 4.0×10－8 L· mol－1·s－1 0.1 2 50% 壓強或c(Cl2)/c(NO)

【解析】

（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），K為指數(shù)關系，以此計算K；

（2）將②/①得n，將n代入①中得k；

(3) ①根據(jù)題給圖像得到ClNO的濃度變化值，依據(jù)化學方程式計算NO的變化值，依此計算10 min時NO的平均反應速率；②根據(jù)題給和圖像數(shù)據(jù)建立三段式，由平衡常數(shù)公式計算T2時的平衡常數(shù)K=c2（NO）c（Cl2）/c2（ClNO）；③根據(jù)三段式所得數(shù)據(jù)計算氯氣轉化率；

（4）由圖可知，反應中NO的轉化率增大，說明平衡正向移動，增大壓強或c(Cl2)/c(NO)，平衡正向移動。

（1）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)K2·K3＝K12，故答案為：K2·K3＝K12。

（2）將表給數(shù)據(jù)①和②帶入速率公式，相比可得關系式：1.44×107/3.6×108=k （0.60）n/k（0.30）n，解得n=2，由①中數(shù)據(jù)得k=3.6×108/（0.30）2mol-1Ls-1=4.0×10-7mol-1Ls-1，故答案為：2；4.0×10-7mol-1Ls-1。

（3）①根據(jù)題給圖像可知ClNO的濃度變化值△c（ClNO）=1mol/L，由化學方程式可知，△c（NO）=1mol/L，則反應開始到10 min時NO的平均反應速率v(NO)為0.1mol·L－1·min－1；②根據(jù)題給和圖像數(shù)據(jù)建立如下三段式：

2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）

c（起） 2 mol/L 1 mol/L 0

△c 1 mol/L 0.5 mol/L 1 mol/L

c（平） 1 mol/L 0.5 mol/L 1 mol/L

則由公式可得K=c2（NO）c（Cl2）/c2（ClNO）=（1 mol/L）2/（1 mol/L）2 (0.5 mol/L)=2L/mol；③Cl2的平衡轉化率為0.5 mol/L/1 mol/L=0.5,即50%。故答案為：0.1mol·L－1·min－1 2L/mol 50%。

（4）該反應是化學計量數(shù)減小的反應，增大壓強，化學平衡正向移動；增大Cl2的濃度，化學平衡正向移動，NO的轉化率增大。由圖可知，反應中NO的轉化率增大，說明平衡正向移動，增大壓強或c(Cl2)/c(NO)，平衡正向移動。答案為：壓強或c(Cl2)/c(NO)。