Question

19．某課題組通過實驗探究外界條件變化對化學反應(yīng)速率產(chǎn)生的影響．
【實驗設(shè)計】以2NO+2CO$\stackrel{催化劑}{?}$2C0₂+N₂為研究對象，

實驗編號	實驗?zāi)康?/TD>	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			6.50×10-3	4.00×10-3	120
Ⅲ	探究溫度對反應(yīng)速率的影響	360			80

【圖象分析與結(jié)論】測定了三組實驗中CO濃度隨時間變化的曲線圖如圖：
請回答下列問題
（1）完成【實驗設(shè)計】（表中不要留空格）
（2）計算第Ⅱ族實驗中，反應(yīng)達平衡時NO的濃度為2.50×10^-3mol/L
（3）實驗結(jié)論：由曲線Ⅰ、Ⅱ可知：增大催化劑比表面積，該反應(yīng)速率加快，由曲線Ⅰ、Ⅲ可知，升高溫度，加快反應(yīng)速率
（4）升高溫度，該反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率減�。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ皽p小”或“無影響”）

Answer 1

分析 （1）實驗Ⅰ為參照實驗，根據(jù)實驗Ⅰ、Ⅱ中的不同因素判斷實驗?zāi)康�，再根�?jù)對照試驗中變量的唯一性判斷溫度；根據(jù)實驗Ⅰ、Ⅲ的實驗?zāi)康募皩φ赵囼炛凶兞康奈ㄒ恍耘袛郚O、CO的濃度；
（2）根據(jù)圖象中數(shù)據(jù)計算出反應(yīng)過程中消耗CO的濃度，然后根據(jù)反應(yīng)方程式得出反應(yīng)消耗NO濃度，從而得出達到平衡時NO濃度；
（3）根據(jù)實驗Ⅰ、Ⅱ可知，實驗Ⅱ優(yōu)先達到平衡，說明實驗Ⅱ中反應(yīng)速率較快；
（4）根據(jù)實驗Ⅰ、Ⅲ可知，實驗Ⅲ中達到平衡時CO濃度增大，說明升高溫度，平衡向著逆向移動，NO的轉(zhuǎn)化率減�。�

解答 解：（1）對照實驗中只能有1個變量，根據(jù)實驗Ⅰ、Ⅱ可知，實驗Ⅰ、Ⅱ的目的是探究催化劑的比表面積對反應(yīng)速率的影響，則實驗Ⅰ、Ⅱ的溫度、NO初始濃度、CO初始濃度都必須完全相同，所以實驗Ⅱ中溫度為280℃；
實驗Ⅰ、Ⅲ是探究溫度對反應(yīng)速率的影響，則除了溫度不同以外，其它條件必須完全相同，則NO初始濃度為6.50×10^-3mol/L、CO初始濃度為4.00×10^-3mol/L，
故答案為：

Ⅱ	探究催化劑比表面積對反應(yīng)速率的影響	280
Ⅲ			6.50×10-3	4.00×10-3

；
（2）根據(jù)圖象可知，實驗Ⅱ達到平衡狀態(tài)時CO的物質(zhì)的量濃度為：1.0×10^-3 mol/L，則反應(yīng)過程中消耗CO的濃度為：4.0×10^-3 mol/L-1.0×10^-3 mol/L=3.0×10^-3mol/L，根據(jù)反應(yīng)2NO+2CO?2C0₂+N₂可知，反應(yīng)中消耗NO的濃度為3.0×10^-3mol/L，反應(yīng)達平衡時NO的濃度為：6.50×10^-3mol/L-3.0×10^-3mol/L=2.50×10^-3 mol/L，
故答案為：2.50×10^-3 mol/L；
（3）根據(jù)圖象中實驗Ⅰ、Ⅱ的曲線可知，實驗Ⅱ優(yōu)先達到平衡，則實驗Ⅱ中反應(yīng)速率較快，說明增大催化劑比表面積，能夠加快反應(yīng)速率，
故答案為：增大催化劑比表面積，該反應(yīng)速率加快；
（4）根據(jù)圖象中實驗Ⅰ、Ⅲ的曲線可知，達到平衡時實驗Ⅲ的CO濃度增大，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向著逆向移動，NO的轉(zhuǎn)化率減小，
故答案為：減小．

點評 本題考查了探究影響化學反應(yīng)速率的因素，題目難度中等，熟練掌握溫度、壓強、催化劑對反應(yīng)速率的影響為解答關(guān)鍵，注意明確對照試驗中必須滿足變量的唯一性，試題充分考查了學生的分析能力及化學實驗?zāi)芰Γ?/p>