(15分)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...
問題詳情:
(15分)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,化學方程式如下:
為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,在某温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(均不考慮温度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)在上述條件下反應能夠自發進行,則反應的 0(填寫“>”、“<”、“=”。
(2)前2s內的平均反應速率v(N2)=_____________。
(3)在該温度下,反應的平衡常數K= 。
(4)假設在密閉容器中發生上述反應,達到平衡時下列措施能提高NO轉化率的是 。
A.選用更有效的催化劑 B.升高反應體系的温度
C.降低反應體系的温度 D.縮小容器的體積
(5)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*温度、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。
①請在上表格中填入剩餘的實驗條件數據。
②請在給出的座標圖中,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,並標明各條曲線是實驗編號。
【回答】
*(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
【解析】(1)自發反應,通常為放熱反應,即DH小於0。(2)以NO計算,2s內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)。根據速率之比等於計量係數比可知,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;該反應放熱,故降温平衡正向移動,NO轉化率增大,B項錯,C項正確;縮小體積,即增大壓強,平衡向體積減小的方向運動,即正向移動,D項正確。(5)本題為實驗探究題,目的是研究温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中數據與I比較催化劑的比表面積增大了,故其他的數據應與I完全相同;III中數據與II比較,催化劑的比表面積數據未變,但是温度升高,故其他數據是不能改變的。實質I、II研究是催化劑的比表面積對速率的影響,II、III研究是温度對速率的影響。作圖,可根據先拐先平的原則,即最裏面的線先達平衡,速率快,應對應於III(因為其温度和催化劑的比表面積是三組中最高的),II比I快,因為兩組温度相同,但是II中催化劑的比表面積大。
知識點:化學反應速率 化學平衡
題型:填空題