Question

【题目】超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：2NO+2CO2CO2+N2请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：

（1）若上述反应能够自发进行，则反应的△H_________0（填写“>”、“<”或“=”）。

（2）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是_________。

A．选用更有效的催化剂 B．升高反应体系的温度

C．降低反应体系的温度 D．缩小容器的体积

（3）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

实验编号	T/℃	NO初始浓度 mol·L-1	CO初始浓度 mol·L-1	催化剂的比表面积 m2·g-1
Ⅰ	280	1.20×10-3	5.80×10-3	82
Ⅱ	_____	_____	_____	124
Ⅲ	350	_____	_____	124

①请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

②请在给出的坐标图中，画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图，并标明各条曲线的实验编号。_____，

Answer 1

【答案】 < CD 280 1.20×10-3 5.80×10-3 1.20×10-3 5.80×10-3

【解析】(1)根据题意知，该反应能够自发进行，则有△H-T△S＜0，该反应正向为气体物质的量减小的反应，△S＜0，该反应一定是放热才有可能自发进行，即△H＜0，故答案为：＜；

(2)A．选用更有效的催化剂，平衡不移动，NO转化率不变，故A错误；B．该反应为放热反应，升高反应体系的温度，平衡逆向移动，NO转化率减小，故B错误；C．该反应为放热反应，降低反应体系的温度，平衡正向移动，NO转化率增大，故C正确；D．该反应正向为气体体积减小的反应，缩小容器的体积，平衡正向移动，NO转化率增大，故D正确；故答案为：CD；

(3)①实验目的为验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，所以实验Ⅰ、Ⅱ应该只改变催化剂表面积，实验Ⅱ、Ⅲ中只改变温度，所以三组实验中各物质的物质的浓度数据相同，只有温度、接触面积两个变量，实验数据为：II：280、1.2×10-3、5.8×10-3；III：1.2×10-3、5.8×10-3，故答案为：

实验编号	T/℃	NO初始浓度/molL-1	CO初始浓度/molL-1	催化剂的比表面积/m2g-1
Ⅰ
Ⅱ	280	1.2×10-3	5.8×10-3
Ⅲ		1.2×10-3	5.8×10-3

②实验Ⅱ增大了催化剂的表面积，反应速率加快，可缩短达平衡的时间，但平衡不移动，NO的平衡浓度和实验Ⅰ相同；实验Ⅱ、Ⅲ对比，实验Ⅲ，升高了温度，反应速率加快，可缩短达平衡的时间；该反应为放热反应，升温，平衡逆向移动，NO的平衡浓度增大，则Ⅱ、Ⅲ两个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图为：，故答案为：。