【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機合成中的重要試劑,可由NOCl2在通常條件下反應得到,化學方程式為2NO(g)Cl2(g)2ClNO(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:① 2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)ClNO(g) K1②4NO2(g)2NaCl(s)2NaNO3(s)2NO(g)Cl2(g) K2;③2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g) K3,K1K2、K3之間的關系為K3=_______________(用K1K2表示);

(2)已知幾種化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:(亞硝酰氯的結構為ClN==O

化學鍵

NO

ClCl

ClN

N==O

鍵能/(kJ·mol1)

630

243

a

607

2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)的反應的 Ha的關系為 H = ___kJ·mol1。

(3)300℃時,2NO(g)Cl2 (g)2ClNO(g)的正反應速率表達式為v = k·cn (ClNO),測得速率和濃度的關系如下表:

序號

c(ClNO)/(mol·L1)

v/(mol·L1·sl)

0. 30

3. 60×109

0. 60

1. 44×108

0. 90

3. 24×108

n = ___;k = ____。

(4)若向絕熱恒容密閉容器中充入物質的量之比為2 : 1NOCl2進行反應2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g),能判斷反應已達到化學平衡狀態(tài)的是__(填標號)。

a.容器中的壓強不變 b2v(NO) = v(Cl2)c.氣體的平均相對分子質量保持不變 d.該反應平衡常數(shù)保持不變eNOCl2的體積比保持不變

(5)25℃時,向體積為2 L且?guī)鈮河嫷暮闳菝荛]容器中通入0.08 mol NO0.04 mol Cl2發(fā)生反應:2NO(g)Cl2 (g)2ClNO(g)H。

若反應起始和平衡時溫度相同,測得反應過程中壓強(p)隨時間(t)的變化如圖甲曲線a所示,則 H __(填“>”“<”或“不確定”)0;若其他條件相同,僅改變某一條件時,測得其壓強(p)隨時間(t)的變化如圖甲曲線b所示,則改變的條件是______。

圖是甲、乙同學描繪上述反應平衡常數(shù)的對數(shù)值(lg K)與溫度的變化關系,其中正確的曲線是____(填“甲”或“乙”),m值為_____

【答案】K3= 2892a 2 4. 0×108 L·mol1·s1 acd < 加入催化劑 2

【解析】

1)利用方程式疊加關系得到平衡常數(shù)之間的關系;

2)利用鍵能計算焓變,反應物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和就是焓變;

3)將表中數(shù)據(jù)帶入速率方程即可求得nk

4)平衡狀態(tài)的判定;

5)列三段式計算平衡常數(shù),進而去計算。

1)① 將①×2②可得: ,則平衡常數(shù),

故答案為:;

2反應的H=反應物的鍵能之和生成物的鍵能之和,

故答案為:2892a;

(3)根據(jù)表格①②中的數(shù)據(jù),帶入速率公式然后做比值: ,解得n=2,將n代入①中得k=4×108,

故答案為:2;4. 0×108 L·mol1·s1;

4a.對于反應,反應前后氣體系數(shù)變化,故壓強是變量,故當壓強不再變化說明反應已經平衡,a正確;

b. 2v(NO) = v(Cl2),正逆反應速率不相等,反應未達到平衡狀態(tài),b錯誤;

c. 氣體的平均相對分子質量即平均摩爾質量等于總質量比總物質的量,總質量雖然不變,但是總物質的量會改變,故平均相對分子質量是變量,當它不再變化則說明反應已經達到平衡狀態(tài),c正確;

d. 絕熱容器中,溫度會改變,溫度改變平衡常數(shù)就會改變,當平衡常數(shù)不再變化則說明反應已經達到平衡狀態(tài),d正確;

e.的體積比始終是2:1,不是變量,故不能說明達到平衡狀態(tài),e錯誤;

答案選acd;

(5)①由圖甲分析可知,隨反應的進行壓強先增大后減小,5min達到平衡狀態(tài),推知開始因反應是放熱的,隨反應進行溫度升高,壓強增大;反應到一定程度,因反應物濃度減小,隨反應正向進行,壓強反而減小,到壓強隨時間變化不變時,達到平衡狀態(tài),反應焓變?yōu)椤鱄<0;由圖甲知:化學反應速率加快,平衡不動,故改變的條件:加入催化劑;

答案為:<;加入催化劑;

②T升高,平衡左移,K減小,lgK減小,曲線選乙,設反應的氯氣物質的量為x, 根據(jù)壓強之比等于物質的量之比,得到: ,解得:x=0.02mol,依據(jù)計算得到平衡時物質的濃度代入x求得:; ;

平衡常數(shù): ,lgK=lg100=2,m=2;

故答案為:乙;2。/span>

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時間/s

0

500

1000

1500

c(N2O5)/(mol·L1)

5.00

3.52

2.50

2.50

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1

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2

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