Question

13．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，其反應(yīng)為：2NO+2CO$\stackrel{催化劑}{?}$2CO₂+N₂．
為了測(cè)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(cè)得不同時(shí)間的NO和CO濃度如表：

時(shí)間（s）	0	1	2	3	4	5
c（NO）（mol/L）	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）	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）在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的△H＜0（填寫“＞”、“＜”、“=”）．
（2）假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是CD．
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
（3）某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中，分析表格我們可以看出該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹饕�是研究溫度和催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響．

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

Answer 1

分析 （1）依據(jù)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)△H-T△S＜0分析判斷；
（2）A．選用更有效的催化劑，只能改變反應(yīng)速率，不能改變平衡；
B．反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)，升高反應(yīng)體系的溫度，平衡逆向進(jìn)行，一氧化氮轉(zhuǎn)化率減小；
C．反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)，降低反應(yīng)體系的溫度，平衡正向進(jìn)行，一氧化氮轉(zhuǎn)化率增大；
D．縮小容器的體積，壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積見效的方向進(jìn)行，平衡正向進(jìn)行，一氧化氮轉(zhuǎn)化率增大；
（3）由表可知NO初始濃和CO初始濃度相等，溫度和催化劑的比表面積不同．

解答 解：（1）2NO+2CO?2CO₂+N₂  反應(yīng)的△S＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行△H-T△S＜0，則反應(yīng)焓變一定小于0，△H＜0，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故答案為：＜；
（2）2NO+2CO?2CO₂+N₂反應(yīng)中能提高NO轉(zhuǎn)化率的選項(xiàng)分析為：
A．選用更有效的催化劑，只能改變反應(yīng)速率，不能改變平衡，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)，升高反應(yīng)體系的溫度，平衡逆向進(jìn)行，一氧化氮轉(zhuǎn)化率減小，故B錯(cuò)誤；
C．反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)，降低反應(yīng)體系的溫度，平衡正向進(jìn)行，一氧化氮轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；
D．縮小容器的體積，壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積見效的方向進(jìn)行，平衡正向進(jìn)行，一氧化氮轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；
故選CD；
（3）由表可知NO初始濃和CO初始濃度相等，溫度和催化劑的比表面積不同，所以看出該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹饕�是研究溫度和催化劑比表面積，故答案為：溫度；催化劑比表面積．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了反應(yīng)能量變化的分析判斷，主要是化學(xué)平衡的影響因素分析應(yīng)用，平衡常數(shù)計(jì)算，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．