Question

【題目】超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí)，尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層。科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，化學(xué)方程式如下：2NO+2CO2CO2+N2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）若上述反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的△H_________0（填寫“>”、“<”或“=”）。

（2）假設(shè)在密閉容器中發(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）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、催化劑的比表面積對(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

【答案】 < CD 280 1.20×10-3 5.80×10-3 1.20×10-3 5.80×10-3

【解析】(1)根據(jù)題意知，該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則有△H-T△S＜0，該反應(yīng)正向?yàn)闅怏w物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，△S＜0，該反應(yīng)一定是放熱才有可能自發(fā)進(jìn)行，即△H＜0，故答案為：＜；

(2)A．選用更有效的催化劑，平衡不移動(dòng)，NO轉(zhuǎn)化率不變，故A錯(cuò)誤；B．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高反應(yīng)體系的溫度，平衡逆向移動(dòng)，NO轉(zhuǎn)化率減小，故B錯(cuò)誤；C．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低反應(yīng)體系的溫度，平衡正向移動(dòng)，NO轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；D．該反應(yīng)正向?yàn)闅怏w體積減小的反應(yīng)，縮小容器的體積，平衡正向移動(dòng)，NO轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；故答案為：CD；

(3)①實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑轵?yàn)證溫度、催化劑的比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，所以實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ應(yīng)該只改變催化劑表面積，實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ中只改變溫度，所以三組實(shí)驗(yàn)中各物質(zhì)的物質(zhì)的濃度數(shù)據(jù)相同，只有溫度、接觸面積兩個(gè)變量，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：II：280、1.2×10-3、5.8×10-3；III：1.2×10-3、5.8×10-3，故答案為：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	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
Ⅱ	280	1.2×10-3	5.8×10-3
Ⅲ		1.2×10-3	5.8×10-3

②實(shí)驗(yàn)Ⅱ增大了催化劑的表面積，反應(yīng)速率加快，可縮短達(dá)平衡的時(shí)間，但平衡不移動(dòng)，NO的平衡濃度和實(shí)驗(yàn)Ⅰ相同；實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ對(duì)比，實(shí)驗(yàn)Ⅲ，升高了溫度，反應(yīng)速率加快，可縮短達(dá)平衡的時(shí)間；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫，平衡逆向移動(dòng)，NO的平衡濃度增大，則Ⅱ、Ⅲ兩個(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：。