Question

【题目】N2O和CO是常见的环境污染气体。

（1）对于反应N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)来说，“Fe+”可作为此反应的催化剂。其总反应分两步进行：

第一步为Fe++N2OFeO++N2；则第二步为____________________(写化学方程式)。

已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，由此推知，第一步反应的活化能_________(填“大于”“小于”或“等于”)第二步反应的活化能。

（2）在四个不同容积的恒容密闭容器中按图甲充入相应的气体，发生反应：2N2O(g)2N2(g)+O2(g)，容器I、II、III中N2O的平衡转化率如图乙所示：

①该反应的△H_____0(填“>”或“<”)。

②若容器I的体积为2L，反应在370℃下进行，20s后达到平衡，则0～20s内容器I中用O2表示的反应速率为_________。B点对应的平衡常数k=________(保留两位有效数字)。

③图中A、C、D三点容器内气体密度由大到小的顺序是 _______________。

④若容器Ⅳ体积为1L，反应在370℃下进行，则起始时反应_________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)。

Answer 1

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

【解析】

（1）将总反应减去第一步反应，可得第二步反应；第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，即第一步反应决定总反应的反应速率，则第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能；

（2）①取同一条直线，分析温度对平衡的影响即可得到反应的热效应；

②v(O2)=，根据N2O的转化率可以计算出△n(O2)，从而得v(O2)；平衡常数只和温度有关，题中并未告知B点的容器体积，故需要通过计算A点的平衡常数；

③整个反应过程中，容器体积均不变，体系的总质量也不变，故体系的密度也不变，故分析370℃时，根据压强的影响判断出容器体积大小，从而可以比较各体系的密度大小；

④比较该温度下，容器IV中Qc和K的大小关系即可。

（1）将总反应减去第一步反应，可得第二步反应: FeO++COFe++CO2；第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，即第一步反应决定总反应的反应速率，则第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能；

（2）①分析曲线I，温度升高，N2O的转化率增大，则该反应是吸热反应，即△H>0；

②容器I中，20s后反应达到平衡，则N2O的转化率为40%，即△n(N2O)=0.1mol×40%=0.04mol，则△n(O2)=0.02mol，v(O2)==0.0005mol·L-1·s-1；由于平衡常数只和温度有关，故B点的平衡常数和A点的平衡常数相同，A点，c(N2O)==0.03mol/L，c(N2)==0.02mol/L，c(O2)==0.01mol/L，则K===0.0044；

③温度相同时，转化率：I>II>III，则压强：I<II<III，故体积I>II>III，由于这三个容器中的体系的总质量相同，故密度：I<II<III，在整个反应中，体系的质量、体积都不变，故密度也不变，即D＞C＞A；

④容器IV中，起始时，c(N2O)==0.06mol/L，c(N2)= =0.06mol/L，c(O2)==0.04mol/L，则Qc===0.04>K，则起始时反应向逆反应方向移动。