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亚硝酸氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂.亚硝酸氯可由NO与Cl2在通常条件下反应得到,化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(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
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亚硝酸氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂.亚硝酸氯可由NO与Cl2在通常条件下反应得到,化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(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酸氯,涉及如下反应:
①4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K1
②2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g) K2
③2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g) K3
则K1,K2,K3之间的关系为K3=___.
(2)T℃时,2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)的正反应速率表达式为v正=k cn(ClNO),测得速率和浓度的关系如表:
n=___;k=___(注明单位).
(3)在2L的恒容密闭容器中充入4molNO(g)和2molCl2(g),在不同温度下测得c(ClNO)与时间的关系如图A:
①温度为T1时,能作为该反应达到平衡的标志的有___;
a.容器体积保持不变 b.容器压强保持不变 c.平衡常数K保持不变
d.气体颜色保持不变 e.v(ClNO)=v(NO) f.NO与 ClNO的物质的量比值保持不变
②反应开始到10min时Cl2的平均反应速率v(Cl2)=___;
③温度为T2时,10min已经达到平衡,该反应的平衡常数K=___(注明单位).
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数φ随
的变化图象如图B,则A、B、C三状态中,NO的转化率最小的是___点,当n(NO)/n(Cl2)=2.8时,达到平衡状态ClNO的体积分数φ可能是D、E、F三点中的___点.
(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酸氯,涉及如下反应:
①4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K1
②2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g) K2
③2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g) K3
则K1,K2,K3之间的关系为K3=___.
(2)T℃时,2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)的正反应速率表达式为v正=k cn(ClNO),测得速率和浓度的关系如表:
序号 | c(ClNO)/mol•L-1 | v/mol•L-1•s-1 |
① | 0.30 | 3.6×10-8 |
② | 0.60 | 1.44×10-7 |
③ | 0.90 | 3.24×10-7 |
(3)在2L的恒容密闭容器中充入4molNO(g)和2molCl2(g),在不同温度下测得c(ClNO)与时间的关系如图A:
①温度为T1时,能作为该反应达到平衡的标志的有___;
a.容器体积保持不变 b.容器压强保持不变 c.平衡常数K保持不变
d.气体颜色保持不变 e.v(ClNO)=v(NO) f.NO与 ClNO的物质的量比值保持不变
②反应开始到10min时Cl2的平均反应速率v(Cl2)=___;
③温度为T2时,10min已经达到平衡,该反应的平衡常数K=___(注明单位).
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数φ随
n(NO) |
n(Cl2) |
▼优质解答
答案和解析
(1)将方程式2②-①得方程式③,则K3=
,
故答案为:
;
(2)
=
,n=2,将n代入①中得k=
mol-1•L•s-1=4.0×10-7 mol-1•L•s-1,
故答案为:2;4.0×10-7 mol-1•L•s-1;
(3)①a.恒容条件下,容器体积始终保持不变,不能据此判断平衡状态,故错误;
b.反应前后气体的物质的量减小,压强越小,当容器压强保持不变时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故正确;
c.化学平衡常数只与温度有关,温度不变化学平衡常数不变,不能据此判断平衡状态,故错误;
d.只有氯气有色,当气体颜色保持不变,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故正确;
e.v(ClNO)=v(NO)时,反应方向未知,无法确定是否达到平衡状态,故错误;
f.NO与 ClNO的物质的量比值保持不变时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故正确;
故选bdf;
②v(ClNO)=
=0.1mol/(L.min),同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,据此得v(Cl2)=
v(ClNO)=
×0.1mol/(L.min)=0.05mol/(L.min),
故答案为:0.05 mol•L-1•min-1;
③开始c(NO)=
=2mol/L、c(Cl2)=
=1mol/L,
该反应中2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)
开始(mol/L)2 1 0
反应(mol/L)1 0.5 1
平衡(mol/L)1 0.5 1
化学平衡常数K=
=
L/mol=2L/mol,
故答案为:2L/mol;
(4)NO的物质的量越大其转化率越小,所以NO转化率最小的是C点;当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时生成物的含量最大,当n(NO)/n(Cl2)=2.8时产物的含量减小,所以应该是F点,
故答案为:C;F.
K22 |
K1 |
故答案为:
K22 |
K1 |
(2)
1.44×10-7 |
3.6×10-8 |
k(0.60)n |
k(0.30)n |
3.6×10-8 |
(0.30)2 |
故答案为:2;4.0×10-7 mol-1•L•s-1;
(3)①a.恒容条件下,容器体积始终保持不变,不能据此判断平衡状态,故错误;
b.反应前后气体的物质的量减小,压强越小,当容器压强保持不变时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故正确;
c.化学平衡常数只与温度有关,温度不变化学平衡常数不变,不能据此判断平衡状态,故错误;
d.只有氯气有色,当气体颜色保持不变,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故正确;
e.v(ClNO)=v(NO)时,反应方向未知,无法确定是否达到平衡状态,故错误;
f.NO与 ClNO的物质的量比值保持不变时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故正确;
故选bdf;
②v(ClNO)=
1mol/L |
10min |
1 |
2 |
1 |
2 |
故答案为:0.05 mol•L-1•min-1;
③开始c(NO)=
4mol |
2L |
2mol |
2L |
该反应中2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)
开始(mol/L)2 1 0
反应(mol/L)1 0.5 1
平衡(mol/L)1 0.5 1
化学平衡常数K=
c2(ClNO) |
c2(NO).c(Cl2) |
12 |
12×0.5 |
故答案为:2L/mol;
(4)NO的物质的量越大其转化率越小,所以NO转化率最小的是C点;当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时生成物的含量最大,当n(NO)/n(Cl2)=2.8时产物的含量减小,所以应该是F点,
故答案为:C;F.
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