Question

16．汽車排放的尾氣為大氣污染源之一，目前，可利用以下化學原理解決尾氣：
2NO+2CO$\stackrel{催化劑}{?}$2CO₂+N₂．
（1）已知2molNO完全轉(zhuǎn)化放出akJ熱量，若將2molNO 和2molCO放入容器中反應，放出0.8akJ熱量，則產(chǎn)生N₂的物質(zhì)的量為0.8mol．
（2）一定條件下，在容積固定的容器中進行上述反應，CO濃度與時間關系如圖所示：
①則反應速率υ（a）、υ（b）、υ（c）的大小關系是υ（a）＞υ（b）=υ（c）
②下列可說明反應到達圖中c點的是BC
A．NO、CO、CO₂、N₂的濃度比值保持2：2：2：1不變
B．CO的濃度不再改變
C．反應消耗2molNO的同時消耗1molN₂
（3）為研究如何提高該轉(zhuǎn)化過程反應速率，某課題組進行了以下實驗探究．
【資料查閱】
A．不同的催化劑對同一反應的催化效率不同；
B．使用等質(zhì)量相同的催化劑時，催化劑的比表面積對催化效率有影響．
【實驗設計】課題組為探究某些外界條件對汽車尾氣轉(zhuǎn)化反應速率的影響規(guī)律，設計了以下對比實驗．

實驗編號	實驗目的	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	達平衡時所用的時間min
Ⅰ	參照實驗	280	6.50×10-3	4.00×10-3	80	t
Ⅱ		280	6.50×10-3	4.00×10-3	120	0.5t
Ⅲ	探究溫度對反應速率的影響	360	6.50×10-3	4.00×10-3	80	0.2t

①實驗編號Ⅱ的實驗目的為探究催化劑比表面積對反應速率的影響．
【結論】
②由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，反應速率將增大．（填“增大”、“減小”、“無影響”）．

Answer 1

分析 （1）放熱的熱量與消耗的NO的物質(zhì)的量成正比，根據(jù)反應方程式2NO+2CO?2CO₂+N₂計算；
（2）①該反應中，CO濃度逐漸減小，直至達到平衡狀態(tài)，根據(jù)圖象可知，b、c點達到平衡狀態(tài)，則a點反應速率一定大于b、c；
②bc點已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，此時正逆反應速率相等，各組分的濃度不變，據(jù)此對各選項進行判斷；
（3）①對照試驗中需要控制變量，根據(jù)實驗Ⅰ、Ⅱ中不同的反應條件進行判斷實驗目的；
②根據(jù)實驗Ⅰ、Ⅲ的反應時間判斷溫度對該反應速率的影響．

解答 解：（1）已知2molNO完全轉(zhuǎn)化放出akJ熱量，若將2molNO和2molCO放入容器中反應，放出0.8akJ熱量，放出熱量與參加反應的NO的物質(zhì)的量成正比，則反應消耗的NO的物質(zhì)的量為：n（NO）=2mol×$\frac{0.8akJ}{akJ/mol}$=1.6mol，根據(jù)反應2NO+2CO?2CO₂+N₂可知，反應生成的氮氣的物質(zhì)的量為：1.6mol×$\frac{1}{2}$=0.8mol，
故答案為：0.8mol；
（2）①該反應中，CO濃度逐漸減小，直至達到平衡狀態(tài)，根據(jù)圖象可知，b、c點達到平衡狀態(tài)，a點還沒有達到平衡狀態(tài)，則a點反應速率一定大于b、c，即：υ（a）＞υ（b）=υ（c），
故答案為：υ（a）＞υ（b）=υ（c）；
②根據(jù)圖象曲線變化可知，b、c兩點處于平衡狀態(tài)，
A．化學反應速率與化學計量數(shù)成正比，則反應過程中NO、CO、CO₂、N₂的濃度比值始終為2：2：2：1，所以無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．CO的濃度不再改變，說明正逆反應速率相等，已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．反應消耗2molNO的同時消耗1molN₂，證明正反應速率與逆反應速率相等，各組分濃度不再變化，達到了平衡狀態(tài)，故C正確；
故答案為：BC；
（3）①實驗Ⅰ和實驗Ⅱ的反應條件中，除了催化劑表面積大小不同以外，其它條件完全相同，說明實驗目的是探究催化劑比表面積對反應速率的影響，
故答案為：探究催化劑比表面積對反應速率的影響；
②根據(jù)實驗Ⅰ和實驗Ⅲ可知，升高溫度后，達到平衡需要的時間少，說明升高溫度，反應速率增大，則反應時間減小，
故答案為：增大．

點評 本題考查化學平衡及其影響、化學平衡、化學反應速率的計算、影響反應速率的因素等知識，題目難度中等，試題知識點較多，充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗能力，注意熟練掌握影響化學平衡、化學反應速率的因素，能夠正確判斷化學平衡狀態(tài)．