Question

（12分）根據(jù)我國目前汽車業(yè)發(fā)展速度,預(yù)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(jìn)行研究的一項重要課題。目前，汽車廠商常利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)化成CO2和N2，化學(xué)方程式如下：

2NO＋2CO2CO2＋N2。為研究如何提高該轉(zhuǎn)化過程反應(yīng)速率，某課題組進(jìn)行了以下實驗探究。

【資料查閱】①不同的催化劑對同一反應(yīng)的催化效率不同；

②使用相同的催化劑，當(dāng)催化劑質(zhì)量相等時，催化劑的比表面積對催化效率有影響。

【實驗設(shè)計】課題組為探究某些外界條件對汽車尾氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率的影響規(guī)律，設(shè)計了以下對比實驗。

（1）完成以下實驗設(shè)計表（表中不要留空格）。

實驗編號	實驗?zāi)康?/p>	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(zhuǎn)化速率的影響	360			80

【圖像分析與結(jié)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(dá)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(zhuǎn)化速率_____________

（填“增大”、“減小”、“無影響”）；

 

Answer 1

（1）

實驗編號	實驗?zāi)康?/p>	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(zhuǎn)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(yīng)該是相同的所以Ⅱ是探究催化劑比表面積對尾氣轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jù)題意可知在反應(yīng)開始時c(CO)=4.0×10-3mol/L；在達(dá)到平衡時c(CO)=1.0×10-3mol/L；濃度減小Δc(CO)=3.0×10-3mol/L；根據(jù)反應(yīng)方程式中CO、NO的濃度關(guān)系可知Δc(NO)=3.0×10-3mol/L；所以達(dá)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(dá)到平衡所需要的時間縮短，但是達(dá)到平衡時汽車尾氣轉(zhuǎn)化率不變。即：增大催化劑比表面積，汽車尾氣轉(zhuǎn)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。