Question

超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí)，尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層．科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO₂和N₂，化學(xué)方程式如下：
2NO+2CO

催化劑

2CO₂+N₂
為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率，在某溫度下用氣體傳感器測得不同時(shí)間的NO和CO濃度（mol?L^-1）如表：

時(shí)間/s	0	1	2	3	4	5
c（NO）	1.00×10-3	4.50×10-4	2.50×10-4	1.50×10-4	1.00×10-4	1.00×10-4
c（CO）	3.60×10-3	3.05×10-3	2.85×10-3	2.75×10-3	2.70×10-3	2.70×10-3

請(qǐng)回答下列問題（均不考慮溫度變化對(duì)催化劑催化效率的影響）：
（1）若1molNO和1molCO的總能量比1molCO₂和0.5molN₂的總能量大，
則上述反應(yīng)的△H

 

0（填寫“＞”、“＜”、“=”）．
（2）前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（N₂）=

 

．（保留兩位小數(shù)）
（3）下列措施能提高NO和CO轉(zhuǎn)變成CO₂和N₂的反應(yīng)速率的是

 

．
A．選用更有效催化劑  B．升高反應(yīng)體系溫度 C．降低反應(yīng)體系溫度  D．縮小容器體積
（4）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時(shí)，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率．為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中．（濃度/mol?L^-1）

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	T/℃	NO初始濃度	CO初始濃度	催化劑比表面積/m2?g-1
Ⅰ	280	1.20×10-3	5.80×10-3	82
Ⅱ				124
Ⅲ	350			124

①請(qǐng)?jiān)谏媳砀裰刑钊胧Ｓ嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)．
②請(qǐng)?jiān)诮o出的坐標(biāo)圖中，畫出上表中的Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下混合氣體中NO濃度隨時(shí)間變化的趨勢曲線圖，并標(biāo)明各條曲線的實(shí)驗(yàn)編號(hào)、起始濃度．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)能量守恒來分析該反應(yīng)吸熱放熱情況；
（2）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義及2s內(nèi)濃度的變化量來計(jì)算解答；
（3）能提高NO轉(zhuǎn)化率則化學(xué)平衡正向移動(dòng)，利用影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素來分析；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，則應(yīng)保證濃度相同，然后相同溫度時(shí)比較催化劑比表面積，相同催化劑比表面積時(shí)比較溫度，然后利用影響化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的因素來分析圖象，利用影響化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的因素來分析、完成實(shí)驗(yàn)條件下混合氣體中NO濃度隨時(shí)間變化的趨勢曲線圖．

解答： 解：（1）若1molNO和1molCO的總能量比1molCO₂和0.5molN₂的總能量大，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0是放熱反應(yīng)；
故答案是：＜；
（2）由表格中的數(shù)據(jù)可知2s內(nèi)NO濃度的變化量為：1.00×10^-3-2.50×10^-4=7.50×10^-4，
則υ（NO）=

7.5×10-4mol/L

2s

=3.75×10^-4mol?L^-1?s^-1
由化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則
υ（N₂）=

1

2

υ（NO）≈1.88×10^-4mol?L^-1?s^-1，
故答案為：1.88×10^-4mol?L^-1?s^-1；
（3）提高NO和CO轉(zhuǎn)變成CO₂和N₂的反應(yīng)速率，依據(jù)升溫、增大壓強(qiáng)、增大濃度、加入催化劑、增大接觸面積增大反應(yīng)速率；
A．選用更有效催化劑能增大反應(yīng)速率，故A正確；
B．升高反應(yīng)體系溫度，增大反應(yīng)速率，故B正確；
C．降低反應(yīng)體系溫度，反應(yīng)速率減小，故C錯(cuò)誤；
 D．縮小容器體積，增大壓強(qiáng)，增大反應(yīng)速率，故D正確；
故答案為：ABD；
（4）①因Ⅰ、Ⅱ比表面積不同，則應(yīng)控制溫度相同，所有濃度應(yīng)控制相同來驗(yàn)證催化劑比表面積對(duì)速率的影響；
Ⅱ、Ⅲ比表面積相同，溫度不同，則所有濃度應(yīng)控制相同來驗(yàn)證反應(yīng)溫度對(duì)速率的影響；，
故答案為：280；1.20×10^-3；5.80×10^-3；1.20×10^-3；5.80×10^-3；
②因Ⅰ、Ⅱ溫度相同，催化劑對(duì)平衡移動(dòng)無影響，則平衡不移動(dòng)，但Ⅱ的速率大，則Ⅱ先達(dá)到化學(xué)平衡，Ⅰ、Ⅱ達(dá)平衡時(shí)NO的濃度相同，NO起始濃度為1.20×10^-3；
表中的Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下混合氣體中NO濃度隨時(shí)間變化的趨勢曲線圖為：；
故答案為：；

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了反應(yīng)速率、反應(yīng)方向、化學(xué)平衡等知識(shí)，并注重考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)化學(xué)的設(shè)計(jì)思路，充分體現(xiàn)了新課程變化，同時(shí)又注重了對(duì)高考熱點(diǎn)的考查，本題難度中等．點(diǎn)評(píng)：