Question

超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層．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?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間的NO和CO濃度如表：

時間/s	0	1	2	3	4	5
C（NO）/mol?L-1	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）/mol?L-1	3.60×10-3	3.05×10-3	2.85×10-3	2.75×10-3	2.70×10-3	2.70×10-3

請回答下列問題（均不考慮溫度變化對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）=

 

．
（3）計算4s時NO的轉(zhuǎn)化率

 

．
（4）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．選用更有效的催化劑                  
B．升高反應(yīng)體系的溫度
C．降低反應(yīng)體系的溫度                 
D．縮小容器的體積
（5）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率．為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中．

實驗編號	T/℃	NO初始濃度/mol?L-1	CO初始濃度/mol?L-1	催化劑的比表面積/m2?g-1
Ⅰ	280	1.20×10-3	5.80×10-3	82
Ⅱ				124
Ⅲ	350			124

①請在上表格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)．
②請在給出的坐標(biāo)圖中，畫出上表中的Ⅰ、Ⅱ兩個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖，并標(biāo)明各條曲線是實驗編號．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素,探究溫度、壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

專題：

分析：（1）依據(jù)反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量大小判斷；
（2）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的概念結(jié)合圖表數(shù)據(jù)分析計算一氧化氮的反應(yīng)速率，結(jié)合速率之比等于系數(shù)之比；
（3）依據(jù)NO的轉(zhuǎn)化率=

轉(zhuǎn)化量

總量

進行計算；
（4）依據(jù)影響反應(yīng)速率的因素來分析；
（5）①根據(jù)實驗?zāi)康尿炞C溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，則應(yīng)保證濃度相同，然后相同溫度時比較催化劑比表面積，相同催化劑比、表面積時比較溫度；
②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、完成實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖．

解答： 解：（1）2NO+2CO?2CO₂+N₂ 若1molNO和1molCO的總能量比1molCO₂和0.5molN₂的總能量大，則反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，所以反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0，故答案為：＜；
（2）前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速度v（NO）=

1.00×10 -3-2.5×10 -4

2s

=3.75×10^-4mol/L?s：v（N₂）：v（NO）=1：2得到v（N₂）=1.875×10^-4mol/L?s，
故答案為：1.875×10^-4mol/L?s；
（3）4s時NO的轉(zhuǎn)化率=

1.0×10 -3-1.0×10 -4

1.0×10 -3

=90%，故答案為：90%；
（4）A．選用更有效的催化劑，增大反應(yīng)速率，故正確；                  
B．升高反應(yīng)體系的溫度，增大反應(yīng)速率，故正確； 
C．降低反應(yīng)體系的溫度，減小反應(yīng)速率，故錯誤；                  
D．縮小容器的體積，相當(dāng)于增大濃度，增大反應(yīng)速率，故正確； 
故選：ABD；
（5）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)控制相同來驗證催化劑比表面積對速率的影響；
I、Ⅲ比表面積相同，溫度不同，則所有濃度應(yīng)控制相同來驗證反應(yīng)溫度對速率的影響，
故答案為：

實驗 編號	t（℃）	NO初始濃度 （mol/L）	CO初始濃度 （mol/L）	催化劑的 比表面積（m2/g）
Ⅰ
Ⅱ	280	1.20×10-3	5.80×10-3
Ⅲ		1.20×10-3	5.80×10-3

②因Ⅰ、Ⅱ溫度相同，催化劑對平衡移動無影響，則平衡不移動，但Ⅱ的速率大，則Ⅱ先達到化學(xué)平衡，Ⅰ、Ⅱ達平衡時NO的濃度相同，NO起始濃度為1.20×10^-3；
表中的Ⅰ、Ⅱ兩個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖為，
故答案為：．

點評：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，并注重考查了學(xué)生對實驗化學(xué)的設(shè)計思路，充分體現(xiàn)了新課程變化，同時又注重了對高考熱點的考查，本題難度中等．