Question

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(zhuǎn)變成CO₂和N₂，化學方程式如下：
2NO+2CO

催化劑

△

2CO₂+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	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）在上述條件下反應能夠自發(fā)進行，則反應的△H

＜

0（填寫“＞”、“＜”、“=”）．
（2）前2s內(nèi)的平均反應速率v（N₂）=

1.875×10^-4mol?L^-1?s^-1

．
（3）假設在密閉容器中發(fā)生上述反應，達到平衡時下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是

C、D

．
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
（4）研究表明：在使用等質(zhì)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(guī)律，某同學設計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中，請在下表中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)．

實驗 編號	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	l.20×10-3	5.80×10-3	82
Ⅱ	280	1.20×10-3	5.80×10-3	124
Ⅲ	350	l.20×10-3	5.80×10-3	124

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應能夠自發(fā)進行，則△H-T△S＜0來分析該反應的焓變；
（2）利用v=

△c

△t

及反應速率之比等于化學計量數(shù)之比解答；
（3）能提高NO轉(zhuǎn)化率則化學平衡正向移動，利用影響化學平衡移動的因素來分析；
（4）該實驗是驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律，所以Ⅰ、Ⅱ是只改變催化劑表面積，Ⅱ、Ⅲ只改變溫度．

解答：解：（1）因該反應2NO（g）+2CO（g）

催化劑

△

2CO₂（g）+N₂（g）中氣體減少，△S＜0，由反應能夠自發(fā)進行，則△H-T△S＜0，即該反應一定是放熱才有可能自發(fā)進行，放熱反應中△H＜0，故答案為：＜；
（2）由表格中的數(shù)據(jù)可知2s內(nèi)NO濃度的變化量為1.00×10^-3-2.50×10^-4=7.50×10^-4，則υ（NO）=

7.5×10-4mol/L

2s

=3.75×10^-4mol?L^-1?s^-1；由化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，則υ（N₂）=

1

2

υ（NO）=1.875×10^-4mol?L^-1?s^-1，
故答案為：1.875×10^-4mol?L^-1?s^-1；
（3）由化學反應及提高NO轉(zhuǎn)化率可知，應使化學平衡正向移動，催化劑不能影響平衡移動，
該反應放熱，則升高溫度逆向移動，縮小容器的體積相當于加壓，則加壓、降溫使該反應平衡正移，
故答案為：C、D；
（4）該實驗是驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律，所以Ⅰ、Ⅱ是只改變催化劑表面積，Ⅱ、Ⅲ只改變溫度．　　　　 
則物質(zhì)的濃度數(shù)據(jù)相同，只有溫度、接觸面積兩個變量，
故答案為：280；1.20×10^-3；5.80×10^-3；1.20×10^-3；5.80×10^-3．

點評：本題綜合考查了反應速率、反應方向、化學平衡等知識，并注重考查了學生對實驗化學的設計思路，充分體現(xiàn)了新課程變化，同時又注重了對高考熱點的考查，題目難度中等．