Question

超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的會破壞臭氧層。科學家正在研究利用催化技術將尾氣中的和轉變成和，化學方程式：2NO+2CO2CO₂+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（mol·L^-1）如表：

時間/s	0	1	2	3	4	5
c（NO）	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）	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）若1molNO和1molCO的總能量比1molCO₂和0.5molN₂的總能量大，則上述反應的        0（填寫“>”、“<”、“=”）。

（2）前2s內的平均反應速率v(N₂)=_____________。（保留兩位小數）

（3）下列措施能提高和轉變成和的反應速率的是      。

A.選用更有效催化劑  B.升高反應體系溫度C．降低反應體系溫度  D.縮小容器體積

（4）研究表明：在使用等質量催化劑時，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律，某同學設計了三組實驗，部分實驗條件已經填在下面實驗設計表中。（濃度/ mol·L^-1）

實驗編號	T/℃	NO初始濃度	CO初始濃度	催化劑比表面積/m2·g-1
Ⅰ	280	1.20×10-3	5.80×10-3	82
Ⅱ				124
Ⅲ	350			124

①請在上表格中填入剩余的實驗條件數據。

②請在給出的坐標圖中，畫出上表中的Ⅰ、Ⅱ兩個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖，并標明各條曲線的實驗編號、起始濃度。

 

Answer 1

【答案】

（1）<  (2分)  （2） 1.88×10^-4mol/(L·s) （2分）（3）A、B、D  （3分）

（4）①在下表中填入剩余的實驗條件數據（5分）

實驗編號	T/℃	NO初始濃度	CO初始濃度	催化劑比表面積/m2·g-1
Ⅰ	280	1.20×10-3	5.80×10-3	82
Ⅱ	280	1.20×10-3	5.80×10-3	124
Ⅲ	350	1.20×10-3	5.80×10-3	124

 

②在下表中畫出上表中的Ⅰ、Ⅱ兩個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖，并標明各條曲線是實驗編號。(起點，趨勢，終點，開始濃度數值各1分，)（4分）

 

【解析】

試題分析：

（1）E_反應物>E_生成物，所以該反應為放熱反應< 0

（2）v(N₂)=△c (N₂)/t=1.88×10^-4mol/(L·s)

（3）C項降低反應體系溫度使化學反應速率降低，A、B、D 項使化學反應速率升高。

（4）①對比實驗一般只有一個變量故答案如下：

實驗編號	T/℃	NO初始濃度	CO初始濃度	催化劑比表面積/m2·g-1
Ⅰ	280	1.20×10-3	5.80×10-3	82
Ⅱ	280	1.20×10-3	5.80×10-3	124
Ⅲ	350	1.20×10-3	5.80×10-3	124

 

②略

考點：