Question

【題目】N2O和CO是常見的環境污染氣體。

（1）對于反應N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)來說，“Fe+”可作為此反應的催化劑。其總反應分兩步進行：

第一步為Fe++N2OFeO++N2；則第二步為____________________(寫化學方程式)。

已知第二步反應幾乎不影響總反應達到平衡所用的時間，由此推知，第一步反應的活化能_________(填“大于”“小于”或“等于”)第二步反應的活化能。

（2）在四個不同容積的恒容密閉容器中按圖甲充入相應的氣體，發生反應：2N2O(g)2N2(g)+O2(g)，容器I、II、III中N2O的平衡轉化率如圖乙所示：

①該反應的△H_____0(填“>”或“<”)。

②若容器I的體積為2L，反應在370℃下進行，20s后達到平衡，則0～20s內容器I中用O2表示的反應速率為_________。B點對應的平衡常數k=________(保留兩位有效數字)。

③圖中A、C、D三點容器內氣體密度由大到小的順序是 _______________。

④若容器Ⅳ體積為1L，反應在370℃下進行，則起始時反應_________移動(填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”)。

Answer 1

【答案】FeO++COFe++CO2 大于 ＞ 0.0005 mol·L-1·s-1 0.0044 D＞C＞A 向逆反應方向

【解析】

（1）將總反應減去第一步反應，可得第二步反應；第二步反應幾乎不影響總反應達到平衡所用的時間，即第一步反應決定總反應的反應速率，則第一步反應的活化能大于第二步反應的活化能；

（2）①取同一條直線，分析溫度對平衡的影響即可得到反應的熱效應；

②v(O2)=，根據N2O的轉化率可以計算出△n(O2)，從而得v(O2)；平衡常數只和溫度有關，題中并未告知B點的容器體積，故需要通過計算A點的平衡常數；

③整個反應過程中，容器體積均不變，體系的總質量也不變，故體系的密度也不變，故分析370℃時，根據壓強的影響判斷出容器體積大小，從而可以比較各體系的密度大小；

④比較該溫度下，容器IV中Qc和K的大小關系即可。

（1）將總反應減去第一步反應，可得第二步反應: FeO++COFe++CO2；第二步反應幾乎不影響總反應達到平衡所用的時間，即第一步反應決定總反應的反應速率，則第一步反應的活化能大于第二步反應的活化能；

（2）①分析曲線I，溫度升高，N2O的轉化率增大，則該反應是吸熱反應，即△H>0；

②容器I中，20s后反應達到平衡，則N2O的轉化率為40%，即△n(N2O)=0.1mol×40%=0.04mol，則△n(O2)=0.02mol，v(O2)==0.0005mol·L-1·s-1；由于平衡常數只和溫度有關，故B點的平衡常數和A點的平衡常數相同，A點，c(N2O)==0.03mol/L，c(N2)==0.02mol/L，c(O2)==0.01mol/L，則K===0.0044；

③溫度相同時，轉化率：I>II>III，則壓強：I<II<III，故體積I>II>III，由于這三個容器中的體系的總質量相同，故密度：I<II<III，在整個反應中，體系的質量、體積都不變，故密度也不變，即D＞C＞A；

④容器IV中，起始時，c(N2O)==0.06mol/L，c(N2)= =0.06mol/L，c(O2)==0.04mol/L，則Qc===0.04>K，則起始時反應向逆反應方向移動。