Question

【題目】NO是一種性質活潑的大氣污染物，它能與很多物質發生反應。

Ⅰ、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)	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

（1）寫出該反應的平衡常數表達式：K=_____。已知：＞，則該反應是___熱反應。

（2）下圖中表示NO2的變化的曲線是___________。用O2表示從0-2 s內該反應的平均速率

v =___________。

（3）為使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的是__________。

a．及時分離除NO2氣體 b．適當升高溫度

c．增大O2的濃度 d．選擇高效催化劑

Ⅱ、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)	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）上述條件下反應能夠自發進行，則該反應的△H_____0（填寫“＞”、“＜”、“＝”）。

（2）假設在密閉容器中發生上述反應，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

（3）某同學設計了三組實驗，實驗條件已經填在下面實驗設計表中，分析表格我們可以看出該同學的實驗目的主要是研究_______________和_____________________對化學反應速率的影響。

實驗編號	T(℃)	NO初始濃(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	280	1.20×10－3	5.80×10－3	124
Ⅲ	350	1.20×10－3	5.80×10－3	124

Answer 1

【答案】 K＝ 放 b 1.5×10－3mol·L-1·s-1 c ＜ C、D 溫度 催化劑比表面積

【解析】（1）在2L密閉容器內，800℃時反應：2NO(g)+O2(g)2NO2 (g)，由平衡常數定義可知該反應的平衡常數表達式：K=。已知：＞，溫度升高，K值減小，由K的表達式可知，平衡逆向移動，則正反應為放熱反應；

（2）由方程式計量數之比各物質的濃度變化量之比，對照圖中濃度數據，二氧化氮又是生成，所以，曲線b代表NO2的變化；用O2表示從0～2 s內該反應的平均速率v =（0.005-0.002）mol/L/2s= 1.5×10－3mol/（L·s）；

（3）a及時分離出NO2氣體，反應速率降低，錯誤；b.適當升高溫度，反應速率加快，但平衡向逆反應方向移動，錯誤；c.增大O2的濃度，反應速率加快，平衡向正反應方向移動，正確；d.催化劑不能改變平衡狀態，錯誤；選c。

Ⅱ、（1）NO和CO轉變成CO2和N2，其反應為：2NO＋2CO2CO2＋N2。分子數由多到少，是熵減過程，由焓變與熵變聯合判斷，反應能夠自發進行，則該反應的△H＜0；

（2）A．催化劑不影響平衡移動，錯誤；B．升高反應體系的溫度，平衡逆向移動，NO轉化率降低，錯誤；C．降低反應體系的溫度，平衡正向移動，NO轉化率提高，正確；D．縮小容器的體積，平衡向分子數減小方向移動即平衡正向移動，NO轉化率提高，正確。選C、D。

（3）分析表中數據，本實驗是控制變量研究法，反應物初始濃度不變，一是溫度變化，二是催化劑的比表面積的變化。通過這兩個變化來研究它們對此反應化學反應速率的影響。