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超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層．科學家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2，其反應為：2NO+2CO
催化劑
2CO2+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濃度如表：
時間（s） 0 1 2 3 4 5
c（NO）（mol/L） 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） 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）在上述條件下反應能夠自發(fā)進行，則反應的△H
＜
＜
0（填寫“＞”、“＜”、“=”）．
（2）前2s內的平均反應速率υ（N2）=
1.88×10-4 mol/（L．s）
1.88×10-4 mol/（L．s）
．
（3）在該溫度下，反應的平衡常數表達式K=
c(N2)c2(CO2)
c2(NO)c2(CO)
c(N2)c2(CO2)
c2(NO)c2(CO)
．使平衡常數增大的方法是
B
B
（填寫選項）
A．升高溫度   B．降低溫度     C．增大體系壓強       D．減小體系壓強
E．增大反應物濃度    F．減小反應物濃度    G．減小生成物濃度  H．選擇新的催化劑
（4）假設在密閉容器中發(fā)生上述反應，達到平衡時下列措施能提高NO轉化率的是
CD
CD
．
A．選用更有效的催化劑；B．升高反應體系的溫度
C．降低反應體系的溫度；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．為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)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．
實驗
編號		 T（℃） NO初始濃度
（mol/L）		 CO初始濃度
（mol/L）		 催化劑的比表面積（m2/g）
Ⅰ 280 1.20×10-3 5.80×10-3 82
Ⅱ
280
280
1.20×10-3
1.20×10-3
1.20×10-3
1.20×10-3
 124
Ⅲ 350
5.80×10-3
5.80×10-3
5.80×10-3
5.80×10-3
 124
請在上表空格中填入剩余的實驗條件數據．
分析：（1）反應時體積減小的反應熵變大于0，依據反應自發(fā)進行的判斷依據為△H-T△S＜0分析；
（2）依據2s末的物質濃度變化結合化學反應速率的概念計算得到；
（3）2NO+2CO
催化劑
2CO2+N2 依據平衡常數的概念列式；依據反應時放熱反應，平衡常數增大，需要改變溫度平衡正向進行；
（4）提高NO轉化率需要改變條件促使平衡正向進行結合平衡移動原理分析選項；
（5）根據實驗目的驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律，則應保證濃度相同，然后相同溫度時比較催化劑比表面積，相同催化劑比表面積時比較溫度；
解答：（1）因該反應2NO+2CO2=CO2+N2中氣體減少，則△S＜0，由反應能夠自發(fā)進行，則△H-T△S＜0，即該反應一定是放熱才有可能自發(fā)進行，放熱反應的△H＜0，故答案為：＜；
（2）由表格中的數據可知2s內NO濃度的變化量為1.00×10-3-2.50×10-4=7.50×10-4，則υ（NO）=
7.5×10-4mol/L
2s
=3.75×10-4mol?L-1?s-1；
由化學反應速率之比等于化學計量數之比，則
υ（N2）=
1
2
 υ（NO）≈1.88×10-4mol?L-1?s-1，故答案為：1.88×10-4mol?L-1?s-1；
（3）2NO+2CO
催化劑
2CO2+N2 依據平衡常數的概念得到平衡常數K=
c(N2)c2(CO2)
c2(NO)c2(CO)
；
反應時放熱反應，使平衡常數增大的方法是；
A．升高溫度平衡逆向進行，平衡常數減小，故A不符合；   
B．降低溫度，反應正向進行，平衡常數增大，故B符合；
C．增大體系壓強，平衡正向進行，平衡常數隨溫度變化，溫度不變平衡常數不變，故C不符合；      
D．減小體系壓強，平衡逆向進行，平衡常數隨溫度變化，溫度不變平衡常數不變，故D不符合； 
E．增大反應物濃度，平衡正向進行，平衡常數隨溫度變化，溫度不變平衡常數不變，故E不符合；
F．減小反應物濃度，平衡逆向進行，平衡常數隨溫度變化，溫度不變平衡常數不變，故F不符合；
G．減小生成物濃度，平衡正向進行，平衡常數隨溫度變化，溫度不變平衡常數不變，故G不符合；
H．選擇新的催化劑不影響平衡，平衡常數不變，故H不符合；

故答案為：
c(N2)c2(CO2)
c2(NO)c2(CO)
；B    
（4）由化學反應及提高NO轉化率可知，應使化學平衡正向移動，催化劑不能影響平衡移動，該反應放熱，則升高溫度逆向移動，縮小容器的體積相當于加壓，則加壓、降溫使該反應平衡正移，
故答案為：C、D；
（5）因Ⅰ、Ⅱ比表面積不同，則應控制溫度相同，所有濃度應控制相同來驗證催化劑比表面積對速率的影響；Ⅱ、Ⅲ比表面積相同，溫度不同，則所有濃度應控制相同來驗證反應溫度對速率的影響；故答案為：280；1.20×10-3；5.80×10-3；1.20×10-3；5.80×10-3；
點評：本題綜合考查反應速率、反應方向、化學平衡等知識，并注重考查了學生對實驗化學的設計思路，充分體現了新課程變化，同時又注重了對高考熱點的考查，是較好的一道綜合題．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

（2011?上海模擬）超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層．科學家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2，化學方程式如下：2NO+2CO?2CO2+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濃度如表：
時間/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）在上述條件下反應能夠自發(fā)進行，則反應是
放熱
放熱
 反應（填寫“吸熱”、“放熱”）．
（2）前2s內的平均反應速度v（N2）=
1.875×10-4mol/L?s
1.875×10-4mol/L?s
．
（3）此反應的平衡常數表達式為K=
c(N2)c2(CO2)
c2(CO)c2(NO)
c(N2)c2(CO2)
c2(CO)c2(NO)
．
（4）假設在容器中發(fā)生上述反應，達到平衡時下列措施能提高NO轉化率的是
CD
CD
．
A．選用更有效的催化劑　　　　B．升高反應體系的溫度
C．降低反應體系的溫度　　　　D．縮小容器的體積．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（2009?浙江）超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層．科學家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2，其反應為：2NO+2CO
催化劑
2CO2+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濃度如表：
時間（s） 0 1 2 3 4 5
c（NO）（mol/L） 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） 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）在上述條件下反應能夠自發(fā)進行，則反應的△H
＜
＜
0（填寫“＞”、“＜”、“=”）．
（2）前2s內的平均反應速率υ（N2）=
1.88×10-4mol?L-1?s-1
1.88×10-4mol?L-1?s-1
．
（3）在該溫度下，反應的平衡常數K=
5000
5000
．
（4）假設在密閉容器中發(fā)生上述反應，達到平衡時下列措施能提高NO轉化率的是
C、D
C、D
．
A．選用更有效的催化劑B．升高反應體系的溫度
C．降低反應體系的溫度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．為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)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．
實驗
編號		 T（℃） NO初始濃度
（mol/L）		 CO初始濃度
（mol/L）		 催化劑的比表面積（m2/g）
Ⅰ 280 1.20×10-3 5.80×10-3 82
Ⅱ
280
280
1.20×10-3
1.20×10-3
5.80×10-3
5.80×10-3
 124
Ⅲ 350
1.20×10-3
1.20×10-3
5.80×10-3
5.80×10-3
 124
①請在上表空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，并標明各條曲線的實驗編號．

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科目：高中化學 來源： 題型：

超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層．科學家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2，其反應為：2NO（g）+2CO（g）
催化劑
2CO2（g）+N2（g）．
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密閉容器中不同時間的NO和CO濃度如表：
時間（s） 0 1 2 3 4 5
c（NO）
（mol/L）		 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）		 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）在上述條件下反應能夠自發(fā)進行，則反應的△H
＜
＜
0（填寫“＞”、“＜”、“=”）．
（2）該反應的化學平衡常數表達式為K=
C(N2)C2(CO2)
C2(CO)C2(NO)
C(N2)C2(CO2)
C2(CO)C2(NO)
．
（3）前2s內的平均反應速率v（N2）=
1.875×10-4mol?L-1?s-1
1.875×10-4mol?L-1?s-1
．
（4）能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據是
ab
ab
（多選扣分）．
a．容器中壓強不變             b．混合氣體中 c（CO）不變
c．υ正（N2）=υ逆（CO）       d．c（CO2）=c（CO）
（5）該溫度下達到平衡時CO的轉化率是
25%
25%
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

I、超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層．科學家正在研究利用催化技術處理尾氣，化學方程式為2NO+2CO
催化劑
2CO2+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濃度如下表：
時間/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
請回答（均不考慮溫度變化對催化效率的影響）：
（1）若上述反應的平衡常數K，隨溫度增高而減小，則反應的△H
 
0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）前2s內的平均反應速度v（N2）=
 
．
（3）該溫度下，反應的平衡常數K=
 
．
II、甲醇空氣燃料電池（酸性電解質溶液）的工作原理如圖一所示．精英家教網
（1）該電池正極的電極反應式為
 
．
（2）以上述電池為電源，構成圖二電解池，其中X、Y為石墨，a為KCl溶液，寫出電解總反應的離子方程式
 
．
（3）常溫時，按“（2）”電解一段時間后，取25mL上述電解后的溶液，滴加0.2mol/L的醋酸溶液，滴加過程的pH變化如圖三所示，則C點對應溶液中各離子濃度的大小關系為（忽略電解后溶液中的其他成分，只考慮其中的堿與加入的酸）
 
．

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