Question

【題目】I、下圖為汽車尾氣處理系統(tǒng)中“三元催化”的工作原理，NO和CO在催化劑作用下生成無污染性物質的方程式2NO＋2CON2＋2CO2。

某課題組為探究某些外界條件對汽車尾氣轉化反應速率的影響規(guī)律，設計了以下對比實驗。

實驗編號	實驗目的	T/℃	NO初始濃度/mol·L-1	CO初始濃度/mol·L-1	同種催化劑的比表面積/m2·g-1	c(CO)不變時所用的時間/min
①	參照	280	6.50×10-3	4.00×10-3	80	t
②		280	6.50×10-3	4.00×10-3	120	0.5t
③		360	6.50×10-3	4.00×10-3	80	0.2t

(1)實驗編號②的實驗目的為_______。

(2)課題中探究外界條件對汽車尾氣轉化反應速率的影響的另一因素是________。

II、某溫度下在4 L密閉容器中，X、Y、Z三種氣態(tài)物質的物質的量隨時間變化曲線如圖。

(1)該反應的化學方程式是______。

(2)該反應達到平衡狀態(tài)的標志是______ (填字母)。

A. Y的體積分數在混合氣體中保持不變

B. X、Y的反應速率比為3：1

C. 容器內氣體壓強保持不變

D. 容器內氣體的總質量保持不變

E. 生成1 mol Y的同時消耗2 mol Z

(3)2～5min內用X表示的化學反應速率為_____。

Answer 1

【答案】探究同種催化劑的比表面積對反應速率的影響 溫度 3X(g)+Y(g)2Z(g) AC 0.025mol·L-1·min-1

【解析】

I、根據控制變量的實驗探究思想進行分析解答；

II、(1)根據參加反應的各物質的物質的量的變化量之比等于其化學計量數之比判斷該反應的化學方程式；
(2)根據化學平衡狀態(tài)的判斷標準進行分析；

(3)根據化學反應速率的計算公式進行計算。

I、(1)實驗①和實驗②的反應條件中，除了同種催化劑的比表面積大小不同以外，其它條件完全相同，說明實驗編號②的實驗目的是探究同種催化劑的比表面積對反應速率的影響；

(2)實驗①和實驗③的反應條件中，除了溫度不同以外，其它條件完全相同，可見是探究溫度對速率的影響；

II、(1)根據圖知，隨著反應的進行，X、Y的物質的量逐漸減少，Z的物質的量逐漸增加，則X和Y是反應物，Z是生成物，反應達到平衡時，△n(X)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、△n(Y)=(1.0-0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5-0.1)mol=0.4mol，同一可逆反應中同一段時間內參加反應的各物質的物質的量的變化量之比等于其化學計量數之比，X、Y、Z的計量數之比=0.6mol：0.2mol：0.4mol=3：1：2，則該反應的化學方程式為3X(g)+Y(g)2Z(g)；
(2)A. Y的體積分數在混合氣體中保持不變，說明各物質的量不變，反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B. X、Y的反應速率比為3：1時，如果反應速率都是指同一方向的反應速率，則該反應不一定達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C. 該反應前后氣體物質的量發(fā)生變化，隨著反應進行，容器內壓強減小，當容器內氣體壓強保持不變時，各物質的物質的量不變，反應達到平衡狀態(tài)，故C正確；
D. 各物質均為氣態(tài)，反應前后容器內氣體的總質量一直保持不變，不能判定反應是否達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；
E. 無論反應是否達到平衡狀態(tài)都存在生成1molY同時消耗2molZ，速率同向，不能據此判斷平衡狀態(tài)，故E錯誤；

故選AC；

(3)2～5min內，△n(X)=(0.7-0.4)mol=0.3mol，則用X表示的化學反應速率為。