Question

（09浙江卷）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�？茖W(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＋2CO2CO₂＋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，則反應(yīng)的△H     0（填寫“＞”、“＜”、“＝”）。

（2）前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ(N₂)＝                 。

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

（4）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        。

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(shí)，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(yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	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	280	1.20×10－3	5.80×10－3	82
Ⅱ				124
Ⅲ	350			124

①請(qǐng)?jiān)谏媳砜崭裰刑钊胧Ｓ嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。

②請(qǐng)?jiān)诮o出的坐標(biāo)圖中，畫出上表中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下混合氣體中NO濃度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線圖，并標(biāo)明各條曲線的實(shí)驗(yàn)編號(hào)。

Answer 1

（1）＜；（2）1.88×10^－4 ；

（3）5000；（4）C、D；

（5）①280；1.20×10^－3；5.80×10^－3；1.20×10^－3；5.80×10^－3；

②如圖：

解析:

該題綜合考察反應(yīng)速率、反應(yīng)方向，化學(xué)平衡等知識(shí)，并考察了實(shí)驗(yàn)化學(xué)的設(shè)計(jì)思路。體現(xiàn)了新課程變化。

（1）該反應(yīng)氣體減少，△S＜0非自發(fā)，所以一定是放熱才有可能自發(fā)；

（2）υ(NO)＝；υ(N₂)＝υ(NO)＝

（3）利用三段式計(jì)算出c(CO₂)＝9×10^－4；c(N₂)＝4.50×10^－4。

（4）加壓、降溫使該反應(yīng)平衡正移。

（5）Ⅰ、Ⅱ比表面積不同，應(yīng)控制溫度相同，驗(yàn)證催化劑比表面積對(duì)速率的影響；

Ⅰ、Ⅲ比表面積不同，溫度不同；驗(yàn)證反應(yīng)溫度對(duì)速率的影響；所有濃度應(yīng)控制相同。

②Ⅰ、Ⅱ溫度相同，平衡不移動(dòng)，但Ⅱ的速率大；

Ⅲ的溫度高，速率最大且平衡逆移，c(NO)增大。