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        1. 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將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2,其反應為:2NO+2CO2CO2+N2
          為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,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)12345
          c(NO)(mol/L)1.00×10-34.50×10-42.50×10-41.50×10-41.00×10-41.00×10-4
          c(CO)(mol/L)3.60×10-33.05×10-32.85×10-32.75×10-32.70×10-32.70×10-3
          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)在上述條件下反應能夠自發(fā)進行,則反應的△H______0(填寫“>”、“<”、“=”).
          (2)前2s內(nèi)的平均反應速率υ(N2)=______.
          (3)在該溫度下,反應的平衡常數(shù)K=______.
          (4)假設在密閉容器中發(fā)生上述反應,達到平衡時下列措施能提高NO轉化率的是______.
          A.選用更有效的催化劑B.升高反應體系的溫度
          C.降低反應體系的溫度D.縮小容器的體積
          (5)研究表明:在使用等質量催化劑時,增大催化劑比表面積可提高化學反應速率.為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中.
          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)
          2801.20×10-35.80×10-382
          __________________124
          350____________124
          ①請在上表空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,畫出上表中的三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.

          【答案】分析:(1)根據(jù)反應能夠自發(fā)進行,利用△H-T△S<0來分析該反應的焓變;
          (2)根據(jù)化學反應速率的定義及2s內(nèi)濃度的變化量來計算解答;
          (3)根據(jù)該溫度下達化學平衡時各物質平衡時濃度及化學平衡常數(shù)的概念來計算;
          (4)能提高NO轉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;
          (5)根據(jù)實驗目的驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律,則應保證濃度相同,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速率及化學平衡的因素來分析圖象.
          解答:解:(1)因該反應2NO+2CO2CO2+N2中氣體減少,則△S<0非自發(fā),
          由反應能夠自發(fā)進行,則△H-T△S<0,即該反應一定是放熱才有可能自發(fā)進行,
          放熱反應的△H<0,故答案為:<;
          (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)=;
          由化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比,則
          υ(N2)=υ(NO)≈1.88×10-4mol?L-1?s-1,故答案為:1.88×10-4mol?L-1?s-1;
          (3)由表格中的數(shù)據(jù)可知到4s時達到化學平衡,則
                      2NO+2CO2CO2+N2
          開始1.00×10-33.60×10-3         0     0
          轉化9×10-49×10-49×10-4 4.50×10-4
          平衡1.00×10-4 2.70×10-3 9×10-44.50×10-4
          ,故答案為:5000;
          (4)由化學反應及提高NO轉化率可知,應使化學平衡正向移動,催化劑不能影響平衡移動,
          該反應放熱,則升高溫度逆向移動,縮小容器的體積相當于加壓,則加壓、降溫使該反應平衡正移,
          故答案為:C、D;
          (5)①因Ⅰ、Ⅱ比表面積不同,則應控制溫度相同,所有濃度應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,則所有濃度應控制相同來驗證反應溫度對速率的影響;,
          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;
          而Ⅲ的溫度高,則反應速率最大且平衡逆移,即達到化學平衡時c(NO)增大,故答案為:
          點評:本題綜合考查反應速率、反應方向、化學平衡等知識,并注重考查了學生對實驗化學的設計思路,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,是較好的一道綜合題.
          練習冊系列答案
          相關習題

          科目:高中化學 來源: 題型:

          (2011?上海模擬)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將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2,化學方程式如下: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)在上述條件下反應能夠自發(fā)進行,則反應是
          放熱
          放熱
           反應(填寫“吸熱”、“放熱”).
          (2)前2s內(nèi)的平均反應速度v(N2)=
          1.875×10-4mol/L?s
          1.875×10-4mol/L?s

          (3)此反應的平衡常數(shù)表達式為K=
          c(N2)c2(CO2)
          c2(CO)c2(NO)
          c(N2)c2(CO2)
          c2(CO)c2(NO)

          (4)假設在容器中發(fā)生上述反應,達到平衡時下列措施能提高NO轉化率的是
          CD
          CD

          A.選用更有效的催化劑    B.升高反應體系的溫度
          C.降低反應體系的溫度    D.縮小容器的體積.

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          科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

          (2009?浙江)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將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2,其反應為:2NO+2CO
          催化劑
          2CO2+N2
          為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,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) 1.00×10-3 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)在上述條件下反應能夠自發(fā)進行,則反應的△H
          0(填寫“>”、“<”、“=”).
          (2)前2s內(nèi)的平均反應速率υ(N2)=
          1.88×10-4mol?L-1?s-1
          1.88×10-4mol?L-1?s-1

          (3)在該溫度下,反應的平衡常數(shù)K=
          5000
          5000

          (4)假設在密閉容器中發(fā)生上述反應,達到平衡時下列措施能提高NO轉化率的是
          C、D
          C、D

          A.選用更有效的催化劑B.升高反應體系的溫度
          C.降低反應體系的溫度D.縮小容器的體積
          (5)研究表明:在使用等質量催化劑時,增大催化劑比表面積可提高化學反應速率.為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中.
          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)
          280 1.20×10-3 5.80×10-3 82
          280
          280
          1.20×10-3
          1.20×10-3
          5.80×10-3
          5.80×10-3
          124
          350
          1.20×10-3
          1.20×10-3
          5.80×10-3
          5.80×10-3
          124
          ①請在上表空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,畫出上表中的三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.

          查看答案和解析>>

          科目:高中化學 來源: 題型:

          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將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2,其反應為:2NO(g)+2CO(g)
          催化劑
          2CO2(g)+N2(g).
          為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,在某溫度下用氣體傳感器測得密閉容器中不同時間的NO和CO濃度如表:
          時間(s) 0 1 2 3 4 5
          c(NO)
          (mol/L)
          1.00×10-3 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)在上述條件下反應能夠自發(fā)進行,則反應的△H
          0(填寫“>”、“<”、“=”).
          (2)該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=
          C(N2)C2(CO2)
          C2(CO)C2(NO)
          C(N2)C2(CO2)
          C2(CO)C2(NO)

          (3)前2s內(nèi)的平均反應速率v(N2)=
          1.875×10-4mol?L-1?s-1
          1.875×10-4mol?L-1?s-1

          (4)能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是
          ab
          ab
          (多選扣分).
          a.容器中壓強不變             b.混合氣體中 c(CO)不變
          c.υ(N2)=υ(CO)       d.c(CO2)=c(CO)
          (5)該溫度下達到平衡時CO的轉化率是
          25%
          25%

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          科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

          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將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2,其反應為:2NO+2CO
          催化劑
          2CO2+N2.為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,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) 1.00×10-3 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)在上述條件下反應能夠自發(fā)進行,則反應的△H
          0(填寫“>”、“<”、“=”).
          (2)前2s內(nèi)的平均反應速率υ(N2)=
          1.88×10-4 mol/(L.s)
          1.88×10-4 mol/(L.s)

          (3)在該溫度下,反應的平衡常數(shù)表達式K=
          c(N2)c2(CO2)
          c2(NO)c2(CO)
          c(N2)c2(CO2)
          c2(NO)c2(CO)
          .使平衡常數(shù)增大的方法是
          B
          B
          (填寫選項)
          A.升高溫度   B.降低溫度     C.增大體系壓強       D.減小體系壓強
          E.增大反應物濃度    F.減小反應物濃度    G.減小生成物濃度  H.選擇新的催化劑
          (4)假設在密閉容器中發(fā)生上述反應,達到平衡時下列措施能提高NO轉化率的是
          CD
          CD

          A.選用更有效的催化劑;B.升高反應體系的溫度
          C.降低反應體系的溫度;D.縮小容器的體積
          (5)研究表明:在使用等質量催化劑時,增大催化劑比表面積可提高化學反應速率.為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中.
          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)
          280 1.20×10-3 5.80×10-3 82
          280
          280
          1.20×10-3
          1.20×10-3
          1.20×10-3
          1.20×10-3
          124
          350
          5.80×10-3
          5.80×10-3
          5.80×10-3
          5.80×10-3
          124
          請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù).

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          科目:高中化學 來源: 題型:

          I、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處理尾氣,化學方程式為2NO+2CO
          催化劑
          2CO2+N2,為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如下表:
          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(均不考慮溫度變化對催化效率的影響):
          (1)若上述反應的平衡常數(shù)K,隨溫度增高而減小,則反應的△H
           
          0(填“>”、“<”或“=”).
          (2)前2s內(nèi)的平均反應速度v(N2)=
           

          (3)該溫度下,反應的平衡常數(shù)K=
           

          II、甲醇空氣燃料電池(酸性電解質溶液)的工作原理如圖一所示.精英家教網(wǎng)
          (1)該電池正極的電極反應式為
           

          (2)以上述電池為電源,構成圖二電解池,其中X、Y為石墨,a為KCl溶液,寫出電解總反應的離子方程式
           

          (3)常溫時,按“(2)”電解一段時間后,取25mL上述電解后的溶液,滴加0.2mol/L的醋酸溶液,滴加過程的pH變化如圖三所示,則C點對應溶液中各離子濃度的大小關系為(忽略電解后溶液中的其他成分,只考慮其中的堿與加入的酸)
           

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