Question

（12分）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＋2CO 2CO₂＋N₂
為了測(cè)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(cè)得不同時(shí)間的NO和CO濃度如下表：

時(shí)間/s	0	1	2	3	4	5
c(NO)/ mol·L-1	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)/ mol·L-1	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(qǐng)回答下列問(wèn)題（均不考慮溫度變化對(duì)催化劑催化效率的影響）：
（1）寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=              。
（2）前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N₂)=_____________。
（3）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(xiě)“>”、“<”、“=”）。
（4）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
（5）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，請(qǐng)?jiān)诒砀裰刑钊胧Ｓ嗟膶?shí)驗(yàn)條
件數(shù)據(jù)。

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 ㎡·g-1
Ⅰ	280	1.2×10-3	5.8×10-3	82
Ⅱ			5.8×10-3	124
Ⅲ	350	1.2×10-3

 

Answer 1

（12分）
（1）　　　　　　　　　　　　　�。�2分）
（2）1.88×10^－4mol/(L·s)　 　　　　　　　　　　　�。�2分）
（3）＜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　�。�2分）
（4）C、D　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　�。�2分）
（5）Ⅱ  　280　　　       1.2×10^－3　　　　　　　 （2分）
Ⅲ　　5.80×10^－3　　　 124　　　              （2分）

試題分析：（1）根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式可得；（2）根據(jù)前兩秒的NO的濃度變化量求出生成氮?dú)獾臐舛茸兓�量，再除以時(shí)間可得用氮?dú)獗硎镜钠骄�反�?yīng)速率；（3）該反應(yīng)氣體系數(shù)和是減小的，△S<0，要使反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則必須△H<0；（4）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向右移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率提高，該反應(yīng)為氣體系數(shù)和減小的反應(yīng)，故縮小體積增大壓強(qiáng)平衡向右移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率增大，故選CD；（5）保證四個(gè)量中的其中三個(gè)相同，研究另外一個(gè)對(duì)反應(yīng)速率的影響，I和Ⅱ研究的是催化劑的比表面積對(duì)反應(yīng)速率的影響，故其它條件都相同；選擇Ⅲ和Ⅱ研究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，故只有溫度不同，其它條件均相同。