题目内容
【题目】氧化亚氮（N2O）是一种强温室气体，且易转换成颗粒污染物。研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。
（1）污水生物脱氮过程中，在异养微生物催化下，硝酸铵可分解为N2O和另一种产物，该反应的化学方程式为________。
（2）已知反应2N2O(g)=2N2(g) + O2(g)的ΔH= –163 kJ·mol－1，1molN2(g)、1molO2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收945 kJ、498 kJ的能量，则1molN2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为________ kJ。
（3）在一定温度下的恒容容器中，反应2N2O(g)=2N2(g) + O2(g)的部分实验数据如下：
反应时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
C(N2O)/mol/L | 0.100 | 0.090 | 0.080 | 0.070 | 0.060 | 0.050 | 0.040 | 0.030 | 0.020 | 0.010 | 0.010 |
①在0～20min时段，反应速率v(N2O)为________ mol·L－1·min－1。
②若N2O起始浓度c0为0.150 mol·L－1，则反应至30min时N2O的转化率α =__________。比较不同起始浓度时N2O的分解速率：v(c0=0.150 mol·L－1) ________ v(c0=0.100 mol·L－1)（填“>”、“=”或“<”）。
③不同温度（T）下，N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示（图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间），则T1________T2（填“>”、“=”或“<”）。当温度为T1、起始压强为p0，反应至t1 min时，体系压强p =________（用p0表示）。
（4）碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：
第一步 I2(g) 
2I(g) （快反应）
第二步 I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g) （慢反应）
第三步 IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I(g) （快反应）
实验表明，含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5（k为速率常数）。下列表述正确的是________（填标号)。
A．N2O分解反应中，k（含碘）> k（无碘） B．第一步对总反应速率起决定作用
C．第二步活化能比第三步大 D．I2浓度与N2O分解速率无关
【答案】NH4NO3
N2O+2H2O 1112.5 1.0×10-3 20.0% = > 1.25p0 AC
【解析】
（1）硝酸铵可分解为N2O和另一种产物，根据质量守恒定律可判断另一产物为H2O，根据得失电子守恒写出反应的化学方程式；
（2）正反应为放热反应，化学键生成时放出的能量-化学键断裂时需吸收的能量=反应放出的能量，以此分析解答；
（3）①根据反应速率v(N2O)=
计算；
②从表中数据分析可知，每个时间段内，△c(N2O)相等，即v(N2O)相等，与起始浓度无关；若N2O起始浓度c0为0.150 mol·L－1，则反应至30min时N2O转化的浓度为0.010mol/L×3=0.030mol/L，则转化率α =
×100%=20.0%；
③温度越高反应越快，半衰期越短，由图可知，压强一定时，T1时半衰期小于T2，则T1>T2；其他条件相同时，压强之比等于物质的量之比，由反应式2N2O(g)=2N2(g)+ O2(g)可知，设起始时有2molN2O，当有一半分解时，生成1molN2和0.5molO2，还剩余1molN2O，此时混合气体总物质的量变为（1mol+1mol+0.5mol）=2.5mol，则体系压强p =
P0=1.25p0；
（4）化学反应速率快慢取决于反应速率最慢的反应，即第二步反应；该反应的总反应为2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)，碘在反应中起催化剂作用，以此分析解答。
（1）硝酸铵可分解为N2O和另一种产物，根据质量守恒定律，可判断另一产物为H2O，反应的化学方程式为NH4NO3
N2O+2H2O；
故答案为：NH4NO3N2O+2H2O；
（2）正反应为放热反应，化学键生成时放出的能量-化学键断裂时需吸收的能量=反应放出的能量，设1molN2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为xkJ，则945 kJ×2+498 kJ-2x kJ =163 kJ，解得x=1112.5，
故答案为：1112.5；
（3）①在0～20min时段，v(N2O)==
=1.0×10-3 mol·L－1·min－1；
②从表中数据分析可知，每个时间段内，△c(N2O)相等，即v(N2O)相等，与起始浓度无关，所以不同起始浓度时N2O的分解速率：v(c0=0.150 mol·L－1) = v(c0=0.100 mol·L－1)；若N2O起始浓度c0为0.150 mol·L－1，则反应至30min时N2O转化的浓度为0.010mol/L×3=0.030mol/L，则转化率α=×100%=20.0%；
故答案为：20.0% ；=；
③温度越高反应越快，半衰期越短，由图可知，压强一定时，T1时半衰期小于T2，则T1>T2；其他条件相同时，压强之比等于物质的量之比，由反应式2N2O(g)=2N2(g) + O2(g)可知，设起始时有2molN2O，当有一半分解时，生成1molN2和0.5molO2，还剩余1molN2O，此时混合气体总物质的量变为（1mol+1mol+0.5mol）=2.5mol，则体系压强p =P0=1.25p0；
故答案为：> ；1.25p0；
（4）化学反应速率快慢取决于反应速率最慢的反应，即第二步反应，该反应的总反应为2N2O(g)=2N2(g) + O2(g)，碘在反应中起催化剂作用，
A．碘在反应中起催化剂作用，N2O分解反应中，k（含碘）> k（无碘），故A正确；
B．第二步反应为慢反应，对总反应速率起决定作用，故B错误；
C．第二步反应为慢反应，第三步反应为快反应，第二步活化能比第三步大，故C正确；
D．由含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5可知， N2O分解速率与[c(I2)]0.5成正比，故D错误。答案选AC。
故答案为：AC。
