Question

【題目】N2O俗名為“笑氣”，也是一種溫室氣體。結合所學知識，回答下列問題：

(1)鋅與極稀硝酸反應可生成N2O，該反應的化學方程式為___________，其中作氧化劑的硝酸與參與反應的硝酸的物質的量之比為___________。

(2)已知幾種物質的相對能量如下：

物質	N2O(g)	CO(g)	N2(g)	CO2(g)
相對能量/kJmol-1	475.5	283.0	393.5	0

①N2O(g)和CO(g)反應生成N2(g)和CO2(g)的熱化學方程式為____________。

②若其他條件不變，加入高效催化劑，該反應的焓變將_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(3)碘蒸氣能催化N2O的分解，反應歷程(步驟)如下：

i.I2(g)2I(g)

ii.I(g)＋N2O(g)＝N2(g)＋IO(g)

iii.2IO(g)＋2N2O(g)＝2N2(g)＋2O2(g)＋I2(g)

實驗表明，在反應過程c(I)始終大于c(IO)，由此推測，反應速率ii_________iii(填“>”、“<”或“＝”)。

(4)一定溫度下，向恒容密閉容器中充入2 mol N2O(g)和3 mol NO(g)，發(fā)生反應：N2O(g)＋NO(g)N2(g)＋NO2(g) △H。測得N2體積分數(shù)與溫度、時間的關系如圖所示。

①△H___________0(填“>”、“<”或“＝”)。

②下列情況表明該反應達到平衡狀態(tài)的是___________(填字母)。

A.混合氣體的密度不再改變 B.相對分子質量不再改變

C.NO和NO2的消耗速率相等 D.N2O的體積分數(shù)不再改變

③T1時，該反應的平衡常數(shù)K＝___________。

Answer 1

【答案】4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+N2O+5H2O 1:5 N2O(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g) H=-365.0kJmol-1 不變 < < CD 3

【解析】

鋅與極稀硝酸反應生成N2O，發(fā)生氧化還原反應；H=生成物的總能量-反應物的總能量；由N2體積分數(shù)與溫度、時間的關系圖象可知，T1溫度下，先達到平衡，說明T1>T2。

（1）鋅與極稀硝酸反應生成N2O，氮元素化合價降低，鋅元素化合價升高生成硝酸鋅，根據電子守恒得反應方程式4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+N2O+5H2O。硝酸表現(xiàn)氧化性和酸性，表現(xiàn)氧化性的硝酸生成N2O，表現(xiàn)酸性的生成Zn(NO3)2，故作氧化劑的硝酸與參與反應的硝酸的物質的量之比為1：5。

（2）①N2O(g)和CO(g)反應生成N2(g)和CO2(g)，H=生成物的總能量-反應物的總能量=（0+393.5-283.0-475.5）kJmol-1=-365.0 kJmol-1，熱化學方程式為N2O(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g) H=-365.0kJmol-1。

②催化劑不影響焓變，故加入高效催化劑，該反應的焓變不變。

（3）反應ii消耗I(g)生成IO(g)，反應iii消耗IO(g)，因實驗表明，在反應過程c(I)始終大于c(IO)，故反應速率ii<iii。

(4) ①由圖可知，T1>T2，T1溫度下平衡時N2體積分數(shù)小于T2溫度下平衡時N2體積分數(shù)，說明溫度升高，平衡逆向移動，故正反應為放熱反應，△H<0。

②A.該反應中，生成物和反應物均為氣體，氣體的總質量不變，容器體積不變，故平衡前后氣體密度始終不變，A錯誤；

B.反應前后氣體分子數(shù)相等，氣體總質量不變，故相對分子質量始終不變，B錯誤；

C.NO和NO2的消耗速率相等，說明正逆反應速率相等，反應達到平衡，C正確； D.N2O的體積分數(shù)不再改變，說明反應達到平衡，D正確；

答案選CD。

③反應前后氣體分子數(shù)不變，氣體總物質的量為5mol，T1溫度下，平衡時N2體積分數(shù)為30%，n(N2)=1.5mol，n(NO2)=1.5mol，n(N2O)=0.5mol，n(NO)=1.5mol，設體積V=1，K= 。