Question

【题目】亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO和Cl2反应得到，化学方程式为2NO(g)＋Cl2(g) 2NOCl(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酰氯，涉及如下反应：

①2NO2(g)＋NaCl(s) NaNO3(s)＋NOCl(g)

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

③2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)

设反应①②③对应的平衡常数依次为K1、K2、K3，则K1、K2、K3之间的关系为______________。

(2)300 ℃时，2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)。

正反应速率的表达式为v正＝k·cn(NOCl)(k为速率常数，只与温度有关)，测得速率与浓度的关系如表所示：

序号	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恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示：

①反应开始到10 min时NO的平均反应速率v(NO)＝_________________ mol·L－1·min－1。

②T2时该反应的平衡常数K为_______________________。

③Cl2的平衡转化率为____________________________。

(4)在密闭容器中充入NO(g)和Cl2(g)，改变外界条件（温度、压强、、与催化剂的接触面积），NO的转化率变化关系如图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% 压强或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），将①×2-②可得：2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g），K为指数关系，以此计算K；

（2）将②/①得n，将n代入①中得k；

(3) ①根据题给图像得到ClNO的浓度变化值，依据化学方程式计算NO的变化值，依此计算10 min时NO的平均反应速率；②根据题给和图像数据建立三段式，由平衡常数公式计算T2时的平衡常数K=c2（NO）c（Cl2）/c2（ClNO）；③根据三段式所得数据计算氯气转化率；

（4）由图可知，反应中NO的转化率增大，说明平衡正向移动，增大压强或c(Cl2)/c(NO)，平衡正向移动。

（1）①2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g），②4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g），将①×2-②可得：2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g），，则平衡常数K2·K3＝K12，故答案为：K2·K3＝K12。

（2）将表给数据①和②带入速率公式，相比可得关系式：1.44×107/3.6×108=k （0.60）n/k（0.30）n，解得n=2，由①中数据得k=3.6×108/（0.30）2mol-1Ls-1=4.0×10-7mol-1Ls-1，故答案为：2；4.0×10-7mol-1Ls-1。

（3）①根据题给图像可知ClNO的浓度变化值△c（ClNO）=1mol/L，由化学方程式可知，△c（NO）=1mol/L，则反应开始到10 min时NO的平均反应速率v(NO)为0.1mol·L－1·min－1；②根据题给和图像数据建立如下三段式：

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

则由公式可得K=c2（NO）c（Cl2）/c2（ClNO）=（1 mol/L）2/（1 mol/L）2 (0.5 mol/L)=2L/mol；③Cl2的平衡转化率为0.5 mol/L/1 mol/L=0.5,即50%。故答案为：0.1mol·L－1·min－1 2L/mol 50%。

（4）该反应是化学计量数减小的反应，增大压强，化学平衡正向移动；增大Cl2的浓度，化学平衡正向移动，NO的转化率增大。由图可知，反应中NO的转化率增大，说明平衡正向移动，增大压强或c(Cl2)/c(NO)，平衡正向移动。答案为：压强或c(Cl2)/c(NO)。