Question

根據我國目前汽車業發展速度，預計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，是需要進行研究的一項重要課題．目前，汽車廠商常利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉化成CO₂和N₂，化學方程式如下：2NO+2CO

催化劑  .

2CO₂+N₂．為研究如何提高該轉化過程反應速率，某課題組進行了以下實驗探究．
【資料查閱】①不同的催化劑對同一反應的催化效率不同；
②使用相同的催化劑，當催化劑質量相等時，催化劑的比表面積對催化效率有影響．
【實驗設計】課題組為探究某些外界條件對汽車尾氣轉化反應速率的影響規律，設計了以下對比實驗．
（1）完成以下實驗設計表（表中不要留空格）．

實驗編號	實驗目的	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	探究溫度對尾氣轉化速率的影響	360			80

【圖象分析與結論】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，如圖：

（2）計算第Ⅰ組實驗中，達平衡時NO的濃度為

 

；
（3）由曲線Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化劑比表面積，汽車尾氣轉化速率

 

（填“增大”、“減小”、“無影響”）．

Answer 1

考點：探究影響化學反應速率的因素,化學反應速率的調控作用

專題：化學反應速率專題

分析：（1）根據影響反應速率的因素有濃度、壓強、溫度和催化劑的比表面積，而要想探究一種影響因素，必須保持其他影響因素是一致的來分析；
（2）根據第Ⅰ組實驗中，達平衡時CO的平衡濃度為1.00×10^-3mol/L，可得出CO的濃度該變量，再根據在一個反應中，各物質的濃度的該變量之比等于計量數之比即可求出NO的濃度的該變量，從而求出NO的平衡濃度；
（3）由圖象可知，增大催化劑比表面積后，縮短了到達平衡的時間，故增大了反應速率．

解答： 解：（1）影響反應速率的因素有濃度、壓強、溫度和催化劑的比表面積，而要想探究一種影響因素，必須保持其他影響因素是一致．
根據Ⅲ的實驗目的是探究溫度對尾氣轉化速率的影響，故Ⅲ和Ⅰ的區別是溫度的不同，其他因素必須保持一致，故Ⅲ中NO初始濃度為6.50×10^-3mol/L，CO初始濃度為4.00×10^-3mol/L；而通過對比Ⅱ和Ⅰ的條件可知，兩者的區別是催化劑的比表面積不同，故其他的影響因素均應相同，故Ⅱ中NO初始濃度為6.50×10^-3mol/L，CO初始濃度為4.00×10^-3mol/L，而且Ⅱ探究的是催化劑比表面積對尾氣轉化速率的影響，故答案為：

實驗編號	實驗目的	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化速率的影響（2分）	280	6.50×10-3	4.00×10-3
Ⅲ			6.50×10-3	4.00×10-3

（2）通過圖象可知，平衡時CO的平衡濃度為1.00×10^-3mol/L，可得出CO的濃度該變量△C（CO）=4.00×10^-3mol/L-1.00×10^-3mol/L=3.00×10^-3mol/L，在一個反應中，各物質的濃度的該變量之比等于計量數之比，故NO的濃度的該變量△C（NO）=3.00×10^-3mol/L，故NO的平衡濃度C（NO）=6.50×10^-3mol/L-3.00×10^-3mol/L=3.50×10^-3mol/L，故答案為：3.50×10^-3 mol/L；
（3）由圖象可知，增大催化劑比表面積后，縮短了到達平衡的時間，故增大了反應速率，故答案為：增大．

點評：本題考查了影響反應速率的因素，應注意要想探究一種影響因素，必須保持其他影響因素．綜合性較強，難度適中．