Question

【题目】亚硝酰氯（ClNO）是有机合成中的重要试剂，可由NO与Cl2反应得到，化学方程式为

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

（1）研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时会生成亚硝酸氯，涉及如下反应：

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 之间的关系式为______；平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为_______。

（2）已知几种化学键的键能数据如下：

化学键	NO中的氮氧键	Cl-Cl键	Cl-N键	ClNO中的N=O键
键能/(KJ/mol)	630	243	a	607

则ΔH3+2a=_________。

（3）300℃时，2ClNO(g)2NO(g)+Cl2(g)的正反应速率的表达式为v正=k·cn(ClNO)(k为速率常数，只与温度有关)，测得塑料厂与浓度关系如下表所示：

序数	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）在两个容积均为2L的恒容密闭容器中分别加入4mol和2mol ClNO，在不同温度下发生反应：2ClNO(g) 2NO(g)+Cl2(g)，达道平衡时ClNO的浓度随温度变化的曲线如图所示（图中ABC点均位于曲线上）。

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

②A、B两点平衡常数之比为K(A):K(B)=_____。

③B、C两点ClNO的转化率a(B)______a(C) （选填“>”“<”或“=”）。

（5）在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体：

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

①一定条件下，单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示。温度高于710K时，随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是___________。

②已知：测定空气中NO和CO含量可用电化学气敏传感器法。其中CO传感器的工作原理如图2所示，则工作电极的反应式为______。

Answer 1

【答案】 ΔH3+ΔH2=2ΔH1 K2·K3=K12 289KJ/mol 2 4.0×10-8L·mol-1·s-1 > 1:27 < 温度升高710K时，反应达到平衡状态，由于该反应时放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氮氧化物转化率降低 CO-2e-+H2O=CO2+2H+

【解析】本题分析：本题主要考查有关化学平衡的计算。

（1）2①-②=③，ΔH1 、ΔH2 、ΔH3 之间的关系式为ΔH3+ΔH2=2ΔH1；平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为K2·K3=K12。

（2）ΔH=反应物键能-生成物键能。ΔH3=[2×630+243-2×(a+607)]kJ/mol，

则ΔH3+2akJ/mol =289kJ/mol 。

（3）将两组数据代入 v正=k·cn(ClNO)，得 n=2，k=4.0×10-8L·mol-1·s-1。

（4）①该反应气体物质的量增大，所以ΔS>0。

②B点和A点所在曲线分别加入4mol和2mol ClNO，K=，A点ClNO、NO、Cl2 的浓度分别是0.5mol/L、0.5mol/L、0.25mol/L，B点ClNO、NO、Cl2的浓度分别是0.5mol/L、1.5mol/L、0.75mol/L，平衡常数之比为K(A):K(B)=1:27。

③B点减压得到C点，减压平衡右移，所以B、C两点ClNO的转化率a(B)<a(C) 。

（5）①当温度升高至710K时，反应达到平衡状态，由于该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氮氧化物转化率降低 。

②CO传感器的工作电极的反应式为CO-2e-+H2O=CO2+2H+。