Question

超音速飛機(jī)在平流層飛行時，尾氣中的會破壞臭氧層�？茖W(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的和轉(zhuǎn)變成和，化學(xué)方程式如下：

為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)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：

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(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的       0（填寫“>”、“<”、“=”。
（2）前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N₂)=_____________。
（3）在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=              。
（4）假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時下列措施能提高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

（5）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(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。

①請在上表格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。
②請在給出的坐標(biāo)圖中，畫出上表中的三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(biāo)明各條曲線是實驗編號。

Answer 1

（1）<        (2) 1.88×10^-4mol/(L·s)     (3)5000   (4)C、D
(5)①II: 280、1.20×10^-3、5.80×10^-3
Ⅲ：1.2×10^-3、5.80×10^-3
②

(1)自發(fā)反應(yīng)，通常為放熱反應(yīng)，即DH小于0。（2）以NO計算，2s內(nèi)NO的濃度變化為(10－2.5)×10^-4mol/L，V（NO）=7.5×10^-4/2 =3.75×10^-4mol/(L·s)。根據(jù)速率之比等于計量系數(shù)比可知，V(N₂)="1/2" V(NO)=1.875×10^-4mol/(L·s)。(3)=
=5000。（4）催化劑不影響平衡的移動，A項錯；該反應(yīng)放熱，故降溫平衡正向移動，NO轉(zhuǎn)化率增大，B項錯，C項正確；縮小體積，即增大壓強(qiáng)，平衡向體積減小的方向運(yùn)動，即正向移動，D項正確。（5）本題為實驗探究題，目的是研究溫度和催化劑的比表面積對速率的影響，研究時只能是一個變量在起作用，所以II中數(shù)據(jù)與I比較催化劑的比表面積增大了，故其他的數(shù)據(jù)應(yīng)與I完全相同；III中數(shù)據(jù)與II比較，催化劑的比表面積數(shù)據(jù)未變，但是溫度升高，故其他數(shù)據(jù)是不能改變的。實質(zhì)I、II研究是催化劑的比表面積對速率的影響，II、III研究是溫度對速率的影響。作圖，可根據(jù)先拐先平的原則，即最里面的線先達(dá)平衡，速率快，應(yīng)對應(yīng)于III（因為其溫度和催化劑的比表面積是三組中最高的），II比I快，因為兩組溫度相同，但是II中催化劑的比表面積大。