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間的NO和CO濃度（mol?L^-1）如表：

時間/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）=

 

．（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，增大催化劑比表面積可提高化學反應(yīng)速率．為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學設(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．（濃度/mol?L^-1）

實驗編號	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，并標明各條曲線的實驗編號、起始濃度．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）依據(jù)化學反應(yīng)能量守恒來分析該反應(yīng)吸熱放熱情況；
（2）根據(jù)化學反應(yīng)速率的定義及2s內(nèi)濃度的變化量來計算解答；
（3）能提高NO轉(zhuǎn)化率則化學平衡正向移動，利用影響化學平衡移動的因素來分析；
（4）根據(jù)實驗目的驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應(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，然后利用影響化學反應(yīng)速率及化學平衡的因素來分析圖象，利用影響化學反應(yīng)速率及化學平衡的因素來分析、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）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
由化學反應(yīng)速率之比等于化學計量數(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、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錯誤；
 D．縮小容器體積，增大壓強，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)控制相同來驗證催化劑比表面積對速率的影響；
Ⅱ、Ⅲ比表面積相同，溫度不同，則所有濃度應(yīng)控制相同來驗證反應(yīng)溫度對速率的影響；，
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、化學平衡等知識，并注重考查了學生對實驗化學的設(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．點評：