Question

為了測(cè)定2NO+2CO

催化劑

2CO₂+N₂△H＜0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濃度如下表：

時(shí)間/s	0	1	2	3	4	5
c（NO）/mol?L-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）/mol?L-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(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）前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（N₂）=

 

．
（2）假設(shè)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
（3）若在恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，則平衡

 

移動(dòng)（填“正”“逆”或“不”）；使用催化劑，上述反應(yīng)的△H

 

（填“增大”“減小”或“不改變”）．
（4）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)表格中．?

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	T/℃	NO初始濃度/mol?L-1	CO初始濃度/mol?L-1	催化劑的比表面積/m2?g-1
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

考點(diǎn)：探究溫度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,化學(xué)平衡的影響因素

專題：

分析：（1）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的概念結(jié)合圖表數(shù)據(jù)分析計(jì)算一氧化氮的反應(yīng)速率，結(jié)合速率之比等于系數(shù)之比；
（2）提高NO轉(zhuǎn)化率．平衡正向進(jìn)行，根據(jù)化學(xué)平衡的影響因素解答；
（3）根據(jù)壓強(qiáng)、催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響分析；
（4）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?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，則應(yīng)保證濃度相同，然后相同溫度時(shí)比較催化劑比表面積，相同催化劑比表面積時(shí)比較溫度；
②利用影響化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的因素來分析圖象，利用影響化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的因素來分析、完成實(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．

解答： 解：（1）前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速度v（NO）=

(1.00×10-3-2.50×10-4)mol/L

2s

=3.75×10^-4mol?L^-1?s^-1，
根據(jù)v（N₂）：v（NO）=1：2可得：v（N₂）=1.875×10^-4mol?L^-1?s^-1，
故答案為：1.875×10^-4mol?L^-1?s^-1；
（2）A．選用更有效的催化劑，只能改變反應(yīng)速率，不能改變平衡，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)，升高反應(yīng)體系的溫度，平衡逆向進(jìn)行，一氧化氮轉(zhuǎn)化率減小，故B錯(cuò)誤；
C．反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)，降低反應(yīng)體系的溫度，平衡正向進(jìn)行，一氧化氮轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；
D．縮小容器的體積，壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積見效的方向進(jìn)行，平衡正向進(jìn)行，一氧化氮轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；
故選CD；
（3）若在恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，則容積的體積必然增大，相當(dāng)于減小了壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向左移動(dòng)；
催化劑不能改變反應(yīng)熱，所以使用催化劑，上述反應(yīng)的△H不變，
故答案為：逆；不變；
（4）①因Ⅰ、Ⅱ比表面積不同，則應(yīng)控制溫度相同，所有濃度應(yīng)控制相同來驗(yàn)證催化劑比表面積對(duì)速率的影響；
Ⅱ、Ⅲ比表面積相同，溫度不同，則所有濃度應(yīng)控制相同來驗(yàn)證反應(yīng)溫度對(duì)速率的影響，
故答案為：280；1.20×10^-3；5.80×10^-3；1.20×10^-3；5.80×10^-3；
②因Ⅰ、Ⅱ溫度相同，催化劑對(duì)平衡移動(dòng)無影響，則平衡不移動(dòng)，但Ⅱ的速率大，則Ⅱ先達(dá)到化學(xué)平衡，Ⅰ、Ⅱ達(dá)平衡時(shí)NO的濃度相同，NO起始濃度為1.20×10^-3；Ⅰ、Ⅱ與Ⅲ的起始濃度相同，Ⅲ催化劑的比表面積等于Ⅱ大于Ⅰ，溫度高于Ⅰ和Ⅱ，反應(yīng)放熱，升溫時(shí)NO轉(zhuǎn)化率降低，達(dá)到平衡所用時(shí)間短，所以，表中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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)曲線圖為，故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了反應(yīng)速率、反應(yīng)方向、化學(xué)平衡等知識(shí)，并注重考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)化學(xué)的設(shè)計(jì)思路，充分體現(xiàn)了新課程變化，同時(shí)又注重了對(duì)高考熱點(diǎn)的考查，題目難度中等．