Question

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

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會生成亞硝酸氯，涉及如下反應：

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 之間的關系式為______；平衡常數K1、K2、K3之間的關系式為_______。

（2）已知幾種化學鍵的鍵能數據如下：

化學鍵	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，2ClNO(g)2NO(g)+Cl2(g)的正反應速率的表達式為v正=k·cn(ClNO)(k為速率常數，只與溫度有關)，測得塑料廠與濃度關系如下表所示：

序數	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，在不同溫度下發生反應：2ClNO(g) 2NO(g)+Cl2(g)，達道平衡時ClNO的濃度隨溫度變化的曲線如圖所示（圖中ABC點均位于曲線上）。

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

②A、B兩點平衡常數之比為K(A):K(B)=_____。

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

（5）在催化劑作用下NO和CO轉化為無毒氣體：

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

①一定條件下，單位時間內不同溫度下測定的氮氧化物轉化率如圖1所示。溫度高于710K時，隨溫度的升高氮氧化物轉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，反應達到平衡狀態，由于該反應時放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，氮氧化物轉化率降低 CO-2e-+H2O=CO2+2H+

【解析】本題分析：本題主要考查有關化學平衡的計算。

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

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

則ΔH3+2akJ/mol =289kJ/mol 。

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

（4）①該反應氣體物質的量增大，所以ΔS>0。

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

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

（5）①當溫度升高至710K時，反應達到平衡狀態，由于該反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，氮氧化物轉化率降低 。

②CO傳感器的工作電極的反應式為CO-2e-+H2O=CO2+2H+。