Question

18．汽車(chē)排放的尾氣為大氣污染源之一，目前，可利用以下化學(xué)原理解決尾氣：
2NO+2CO$\stackrel{催化劑}{?}$2CO₂+N₂．
（1）寫(xiě)出CO₂的結(jié)構(gòu)式O=C=O，N₂的電子式．
（2）一定條件下，在容積固定的容器中進(jìn)行上述反應(yīng)，CO濃度與時(shí)間關(guān)系如圖所示：
①則反應(yīng)速率υ（a）、υ（b）、υ（c）的大小關(guān)系是υ（a）＞υ（b）=υ（c）；
②下列可說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)圖中c點(diǎn)的是BC；
A．NO、CO、CO₂、N₂的濃度比值保持2：2：2：1不變
B．CO的濃度不再改變
C．反應(yīng)消耗2molNO的同時(shí)消耗1molN₂
D．容器中的氣體質(zhì)量或物質(zhì)的量保持不變
（3）為研究如何提高該轉(zhuǎn)化過(guò)程反應(yīng)速率，某課題組進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)探究．
【資料查閱】
A．不同的催化劑對(duì)同一反應(yīng)的催化效率不同；
B．使用等質(zhì)量相同的催化劑時(shí)，催化劑的比表面積對(duì)催化效率有影響．
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】課題組為探究某些外界條件對(duì)汽車(chē)尾氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率的影響規(guī)律，設(shè)計(jì)了以下對(duì)比實(shí)驗(yàn)．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>	T/℃	NO初始濃度 mol/L	CO初始濃度 mol/L	同種催化劑的比表面積 m2/g	達(dá)平衡時(shí)所用的時(shí)間min
Ⅰ	參照實(shí)驗(yàn)	280	6.50×10-3	4.00×10-3	80	t
Ⅱ		280	6.50×10-3	4.00×10-3	120	0.5t
Ⅲ		360	6.50×10-3	4.00×10-3	80	0.2t

【結(jié)論】①實(shí)驗(yàn)編號(hào)Ⅱ的實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄看呋瘎┍缺砻娣e對(duì)反應(yīng)速率的影響．
②課題中探究外界條件對(duì)汽車(chē)尾氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率的影響的另一因素是溫度，且升高溫度反應(yīng)速率將增大．（填“增大”、“減小”、“無(wú)影響”）．

Answer 1

分析 （1）CO₂為共價(jià)化合物，碳和氧之間存在2對(duì)共用電子對(duì)，據(jù)此寫(xiě)出此分子的結(jié)構(gòu)式；N₂分子氮原子間存在氮氮三鍵，均滿足8電子結(jié)構(gòu)，據(jù)此寫(xiě)出電子式；
（2）①該反應(yīng)中，CO濃度逐漸減小，直至達(dá)到平衡狀態(tài)，根據(jù)圖象可知，b、c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)，則a點(diǎn)反應(yīng)速率一定大于b、c；
②bc點(diǎn)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度不變，據(jù)此對(duì)各選項(xiàng)進(jìn)行判斷；
（3）①對(duì)照試驗(yàn)中需要控制變量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ中不同的反應(yīng)條件進(jìn)行判斷實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />②根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ的反應(yīng)時(shí)間判斷溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響

解答 解：（1）CO₂的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，N₂的電子式為；故答案為：O=C=O；；
（2）①該反應(yīng)中，CO濃度逐漸減小，直至達(dá)到平衡狀態(tài)，根據(jù)圖象可知，b、c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)，a點(diǎn)還沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，則a點(diǎn)反應(yīng)速率一定大于b、c，即：υ（a）＞υ（b）=υ（c），
故答案為：υ（a）＞υ（b）=υ（c）；
②根據(jù)圖象曲線變化可知，b、c兩點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，
A．化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，則反應(yīng)過(guò)程中NO、CO、CO₂、N₂的濃度比值始終為2：2：2：1，所以無(wú)法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．CO的濃度不再改變，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．反應(yīng)消耗2molNO的同時(shí)消耗1molN₂，證明正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，各組分濃度不再變化，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故C正確；
D．根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知容器中的氣體質(zhì)量始終不變，但混合氣體的總物質(zhì)的量不確定，達(dá)到平衡時(shí)才保持不變，故D錯(cuò)誤；
故答案為：BC；
（3）①實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ的反應(yīng)條件中，除了催化劑表面積大小不同以外，其它條件完全相同，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄看呋瘎┍缺砻娣e對(duì)反應(yīng)速率的影響，
故答案為：探究催化劑比表面積對(duì)反應(yīng)速率的影響；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ可知，反應(yīng)在不同溫度下進(jìn)行的，可見(jiàn)是探究溫度對(duì)速率的影響，且升高溫度后，達(dá)到平衡需要的時(shí)間少，說(shuō)明升高溫度，反應(yīng)速率增大，則反應(yīng)時(shí)間減小，
故答案為：溫度；升高溫度；增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡及其影響、化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、影響反應(yīng)速率的因素等知識(shí)，題目難度中等，試題知識(shí)點(diǎn)較多，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ�注意熟練掌握影響化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率的因素，能夠正確判斷化學(xué)平衡狀態(tài)．