题目内容

16．汽车排放的尾气为大气污染源之一，目前，可利用以下化学原理解决尾气：
2NO+2CO$\stackrel{催化剂}{?}$2CO2+N2．
（1）已知2molNO完全转化放出akJ热量，若将2molNO 和2molCO放入容器中反应，放出0.8akJ热量，则产生N2的物质的量为0.8mol．
（2）一定条件下，在容积固定的容器中进行上述反应，CO浓度与时间关系如图所示：
①则反应速率υ（a）、υ（b）、υ（c）的大小关系是υ（a）＞υ（b）=υ（c）
②下列可说明反应到达图中c点的是BC
A．NO、CO、CO2、N2的浓度比值保持2：2：2：1不变
B．CO的浓度不再改变
C．反应消耗2molNO的同时消耗1molN2
（3）为研究如何提高该转化过程反应速率，某课题组进行了以下实验探究．
【资料查阅】
A．不同的催化剂对同一反应的催化效率不同；
B．使用等质量相同的催化剂时，催化剂的比表面积对催化效率有影响．
【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律，设计了以下对比实验．
实验编号实验目的T/℃NO初始浓度
mol/L		CO初始浓度
mol/L		同种催化剂的比表面积
m2/g		达平衡时所用的时间min
Ⅰ参照实验2806.50×10-34.00×10-380t
Ⅱ2806.50×10-34.00×10-31200.5t
Ⅲ探究温度对反应速率的影响3606.50×10-34.00×10-3800.2t
①实验编号Ⅱ的实验目的为探究催化剂比表面积对反应速率的影响．
【结论】
②由表中数据可知，升高温度，反应速率将增大．（填“增大”、“减小”、“无影响”）．

分析 （1）放热的热量与消耗的NO的物质的量成正比，根据反应方程式2NO+2CO?2CO2+N2计算；
（2）①该反应中，CO浓度逐渐减小，直至达到平衡状态，根据图象可知，b、c点达到平衡状态，则a点反应速率一定大于b、c；
②bc点已经达到平衡状态，此时正逆反应速率相等，各组分的浓度不变，据此对各选项进行判断；
（3）①对照试验中需要控制变量，根据实验Ⅰ、Ⅱ中不同的反应条件进行判断实验目的；
②根据实验Ⅰ、Ⅲ的反应时间判断温度对该反应速率的影响．

解答 解：（1）已知2molNO完全转化放出akJ热量，若将2molNO和2molCO放入容器中反应，放出0.8akJ热量，放出热量与参加反应的NO的物质的量成正比，则反应消耗的NO的物质的量为：n（NO）=2mol×$\frac{0.8akJ}{akJ/mol}$=1.6mol，根据反应2NO+2CO?2CO2+N2可知，反应生成的氮气的物质的量为：1.6mol×$\frac{1}{2}$=0.8mol，
故答案为：0.8mol；
（2）①该反应中，CO浓度逐渐减小，直至达到平衡状态，根据图象可知，b、c点达到平衡状态，a点还没有达到平衡状态，则a点反应速率一定大于b、c，即：υ（a）＞υ（b）=υ（c），
故答案为：υ（a）＞υ（b）=υ（c）；
②根据图象曲线变化可知，b、c两点处于平衡状态，
A．化学反应速率与化学计量数成正比，则反应过程中NO、CO、CO2、N2的浓度比值始终为2：2：2：1，所以无法判断是否达到平衡状态，故A错误；
B．CO的浓度不再改变，说明正逆反应速率相等，已经达到平衡状态，故B正确；
C．反应消耗2molNO的同时消耗1molN2，证明正反应速率与逆反应速率相等，各组分浓度不再变化，达到了平衡状态，故C正确；
故答案为：BC；
（3）①实验Ⅰ和实验Ⅱ的反应条件中，除了催化剂表面积大小不同以外，其它条件完全相同，说明实验目的是探究催化剂比表面积对反应速率的影响，
故答案为：探究催化剂比表面积对反应速率的影响；
②根据实验Ⅰ和实验Ⅲ可知，升高温度后，达到平衡需要的时间少，说明升高温度，反应速率增大，则反应时间减小，
故答案为：增大．

点评 本题考查化学平衡及其影响、化学平衡、化学反应速率的计算、影响反应速率的因素等知识，题目难度中等，试题知识点较多，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力，注意熟练掌握影响化学平衡、化学反应速率的因素，能够正确判断化学平衡状态．

练习册系列答案
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5．元素X和Y的原子序数都小于18，两者能组成化合物XY3．已知X的原子序数为n，则Y的原子序数不可能是（　　）
A．n+3B．n-4C．n-6D．n-8
12．下列有关实验现象和解释或结论都正确的是（　　）
选项实验操作现象解释或结论
A把SO2通入紫色石蕊试液中紫色褪去SO2具有漂白性
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C将充满NO2的密闭玻璃球浸泡在热水中红棕色变深反应2NO2?N2O4
的△H＞0
D铝箔在酒精灯火焰上加热铝箔熔化但不滴落铝箔表面氧化铝熔点高于铝
A．AB．BC．CD．D

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