Question

（12分）根據我國目前汽車業發展速度,預計2020年汽車保有量超過2億輛,中國已成為全球最大的汽車市場。因此，如何有效處理汽車排放的尾氣，是需要進行研究的一項重要課題。目前，汽車廠商常利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉化成CO₂和N₂，化學方程式如下：
2NO＋2CO2CO₂＋N₂。為研究如何提高該轉化過程反應速率，某課題組進行了以下實驗探究。 
【資料查閱】①不同的催化劑對同一反應的催化效率不同；
②使用相同的催化劑，當催化劑質量相等時，催化劑的比表面積對催化效率有影響。
【實驗設計】課題組為探究某些外界條件對汽車尾氣轉化反應速率的影響規律，設計了以下對比實驗。
（1）完成以下實驗設計表（表中不要留空格）。

實驗編號	實驗目的	T/℃	NO初始濃度 mol/L	CO初始濃度 mol/L	同種催化劑的比表面積 m2/g
Ⅰ	為以下實驗作參照	280	6.50×10-3	4.00×10-3	80
Ⅱ					120
Ⅲ	探究溫度對尾氣轉化速率的影響	360			80

【圖像分析與結論】利用氣體傳感器測定了三組實驗中CO濃度隨時間變化的曲線圖，如下：

（2）計算第Ⅰ組實驗中，達平衡時NO的濃度為__________________；
（3）由曲線Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化劑比表面積，汽車尾氣轉化速率_____________
（填“增大”、“減小”、“無影響”）；

Answer 1

（1）

實驗編號	實驗目的	T/℃	NO初始濃度 mol/L	CO初始濃度 mol/L	同種催化劑的比表面積 m2/g
Ⅰ
Ⅱ	探究催化劑比表面積對尾氣轉化速率的影響（2分）	280 （1分）	6.50×10-3 （1分）	4.00×10-3 （1分）
Ⅲ			6.50×10-3 （1分）	4.00×10-3 （1分）

（2）3.50×10^-3 mol/L（3分）  （3）增大（2分）

解析試題分析：（1）由于Ⅰ與Ⅱ是同種催化劑的比表面積m²/g不同，其它應該是相同的所以Ⅱ是探究催化劑比表面積對尾氣轉化速率的影響。其余的都和Ⅰ是相同的，即溫度是280℃；NO初始濃度是6.50×10^-3mol/L；CO初始濃度是4.00×10^-3mol/L；Ⅲ與Ⅰ相比較，是溫度不同，而同種催化劑的比表面積相同，因此Ⅲ是探究溫度對尾氣轉化速率的影響，其余的都和Ⅰ相同。NO初始濃度6.50×10^-3mol/L；CO初始濃度4.00×10^-3mol/L；（2）根據題意可知在反應開始時c(CO)=4.0×10^-3mol/L；在達到平衡時c(CO)=1.0×10^-3mol/L；濃度減小Δc(CO)=3.0×10^-3mol/L；根據反應方程式中CO、NO的濃度關系可知Δc(NO)=3.0×10^-3mol/L；所以達平衡時NO的濃度為6.50×10^-3 mol/L－3.0×10^-3mol/L=3.50×10^-3 mol/L；（3）由曲線Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化劑比表面積，達到平衡所需要的時間縮短，但是達到平衡時汽車尾氣轉化率不變。即：增大催化劑比表面積，汽車尾氣轉化速率增大。
考點：考查溫度、催化劑的表面積對尾氣的治理的影響的知識。