Question

【題目】汽車尾氣中含有CO、NO等有害氣體。

(1)汽車尾氣中NO生成過程的能量變化示意圖如圖該條件下，1molN2和1molO2完全反應生成NO會吸收______kJ能量。

(2)一種新型催化劑能使NO和CO發生反應：2NO+2CO2CO2+N2。已知增大催化劑的比表面積可提高該反應速率，為了驗證溫度、催化劑的比表面積對化學反應速率的影響規律，某同學設計了三組實驗，部分條件已經填在下表中。

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)
Ⅰ	280	1.2×10-3	5.80×10-3	82
Ⅱ	280	1.2×10-3	b	124
Ⅲ	350	a	5.80×10-3	82

①請表中數據補充完整：a___________；b___________。

②能驗證溫度對化學反應速率規律的是實驗________填實驗序號。

(3)在2L密閉容器內，800℃時反應：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)體系中，n(NO)隨時間的變化如表：

時間（s）	0	1	2	3	4	5
n（NO）（mol）

①用表示從0-2s內該反應的平均速率______。

②能說明該反應已達到平衡狀態的是______

a.單位時間內消耗nmol的同時，生成2nmol

b.容器內各物質的濃度保持不變

c. 2v逆(NO)=v正(O2)

d．混合氣體的總物質的量不隨時間的變化而變化

Answer 1

【答案】180 1.2×10-3 5.80×10-3 Ⅰ和Ⅲ 1.5×10-3mol-1L-1s-1 bd

【解析】

(1)N2(g)+O2(g)=2NO(g)，根據能量變化圖，結合反應熱=反應物斷鍵吸收的能量-生成物形成化學鍵釋放出的能量，計算反應熱，

(2)①驗證溫度對化學反應速率的影響，溫度要不同，其他條件相同；驗證催化劑的比表面積對化學反應速率的影響，要催化劑的比表面積不同，其他條件相同；②驗證溫度對化學反應速率的影響，溫度要不同，其他條件相同；

(3)①先計算一氧化氮的反應速率，再根據同一化學反應中同一時間段內，各物質的反應速率之比等于其計量數之比，計算氧氣的反應速率；②當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不再改變，據此分析判斷。

(1)N2(g)+O2(g)=2NO(g)，反應熱=反應物斷鍵吸收的能量-生成物形成化學鍵釋放出的能量，該反應的反應熱=(946+498)kJ/mol-2×632kJ/mol=+180kJ/mol，說明1molN2和1molO2完全反應生成NO會吸收180kJ的能量，故答案為：180；

(2)①驗證溫度對化學反應速率的影響，溫度要不同，其他條件相同，所以a=1.2×10-3；驗證催化劑的比表面積對化學反應速率的影響，要催化劑的比表面積不同，其他條件相同，b=5.80×10-3，故答案為：1.2×10-3；5.80×10-3；

②驗證溫度對化學反應速率的影響，只有實驗Ⅰ和Ⅲ的溫度不同，其他條件要相同，故答案為：Ⅰ和Ⅲ；

(3)①0～2s時，v(NO)==0.003mol/(L·s)，同一化學反應中，同一時間段內，各物質的反應速率之比等于其計量數之比，所以v(O2)=v(NO)=1.5×10-3molL-1s-1，故答案為：1.5×10-3molL-1s-1；

②a．單位時間內消耗nmolO2的同時，生成2nmolNO2，都表示正反應速率，不能說明達到平衡狀態，故a錯誤；b．容器內各物質的濃度保持不變，可說明達到平衡狀態，故b正確；c．2v逆(NO)=v正(O2)，表示正、逆反應速率不等，沒有達到平衡狀態，故c錯誤；d．該反應恰好氣體的物質的量不等，混合氣體的總物質的量不隨時間的變化而變化，可說明達到平衡狀態，故d正確；故答案為：bd。