Question

【題目】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+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	0	1	2	3	4	5
C（NO）/molL﹣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）/molL﹣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）若1molNO和1molCO的總能量比1molCO2和0.5molN2的總能量大，則上述反應的△H0（填寫“＞”、“＜”、“=”．）
（2）前2s內的平均反應速率v（N2）= ．
（3）計算4s時NO的轉化率 ．
（4）下列措施能提高NO和CO轉變成CO2和N2的反應速率的是 ．
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律，某同學設計了三組實驗，部分實驗條件已經填在下面實驗設計表中．

實驗編號	T/℃	NO初始濃度/molL﹣1	CO初始濃度/molL﹣1	催化劑的比表面積/m2g﹣1
Ⅰ	280	1.20×10﹣3	5.80×10﹣3	82
Ⅱ				124
Ⅲ	350			124

①請在上表格中填入剩余的實驗條件數據．
②請在給出的坐標圖中，畫出上表中的Ⅰ、Ⅱ兩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，并標明各條曲線是實驗編號．

Answer 1

【答案】
（1）＜
（2）1.875×10﹣4mol/L?s
（3）90%
（4）A,B,D
（5）280|1.20×10﹣3|5.80×10﹣3|1.20×10﹣3|5.80×10﹣3|
【解析】解：（1）2NO+2CO2CO2+N2 若1molNO和1molCO的總能量比1molCO2和0.5molN2的總能量大，則反應物的總能量大于生成物的總能量，所以反應是放熱反應，△H＜0，
所以答案是：＜；
（2）前2s內的平均反應速度v（NO）= =3.75×10﹣4mol/Ls：v（N2）：v（NO）=1：2得到v（N2）=1.875×10﹣4mol/Ls，

所以答案是：1.875×10﹣4mol/Ls；
（3）4s時NO的轉化率= =90%，
所以答案是：90%；
（4）A．選用更有效的催化劑，增大反應速率，故正確；

B．升高反應體系的溫度，增大反應速率，故正確；

C．降低反應體系的溫度，減小反應速率，故錯誤；

D．縮小容器的體積，相當于增大濃度，增大反應速率，故正確；

故選：ABD；
（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；

I、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，

所以答案是：

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
Ⅱ	280	1.20×10﹣3	5.80×10﹣3
Ⅲ		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，NO起始濃度為1.20×10﹣3；

表中的Ⅰ、Ⅱ兩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為 ，

所以答案是： ．
【考點精析】通過靈活運用化學平衡的計算，掌握反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%即可以解答此題．