Question

【题目】NO是一种性质活泼的大气污染物，它能与很多物质发生反应。

Ⅰ、在2L密闭容器内，800℃时反应：2NO(g)+O2(g)2NO2 (g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：

时间(s)	0	1	2	3	4	5
n(NO)(mol)	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

（1）写出该反应的平衡常数表达式：K=_____。已知：＞，则该反应是___热反应。

（2）下图中表示NO2的变化的曲线是___________。用O2表示从0-2 s内该反应的平均速率

v =___________。

（3）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是__________。

a．及时分离除NO2气体 b．适当升高温度

c．增大O2的浓度 d．选择高效催化剂

Ⅱ、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，其反应为：2NO＋2CO2CO2＋N2。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：

时间(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

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）上述条件下反应能够自发进行，则该反应的△H_____0（填写“＞”、“＜”、“＝”）。

（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）某同学设计了三组实验，实验条件已经填在下面实验设计表中，分析表格我们可以看出该同学的实验目的主要是研究_______________和_____________________对化学反应速率的影响。

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

Answer 1

【答案】 K＝ 放 b 1.5×10－3mol·L-1·s-1 c ＜ C、D 温度 催化剂比表面积

【解析】（1）在2L密闭容器内，800℃时反应：2NO(g)+O2(g)2NO2 (g)，由平衡常数定义可知该反应的平衡常数表达式：K=。已知：＞，温度升高，K值减小，由K的表达式可知，平衡逆向移动，则正反应为放热反应；

（2）由方程式计量数之比各物质的浓度变化量之比，对照图中浓度数据，二氧化氮又是生成，所以，曲线b代表NO2的变化；用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v =（0.005-0.002）mol/L/2s= 1.5×10－3mol/（L·s）；

（3）a及时分离出NO2气体，反应速率降低，错误；b.适当升高温度，反应速率加快，但平衡向逆反应方向移动，错误；c.增大O2的浓度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，正确；d.催化剂不能改变平衡状态，错误；选c。

Ⅱ、（1）NO和CO转变成CO2和N2，其反应为：2NO＋2CO2CO2＋N2。分子数由多到少，是熵减过程，由焓变与熵变联合判断，反应能够自发进行，则该反应的△H＜0；

（2）A．催化剂不影响平衡移动，错误；B．升高反应体系的温度，平衡逆向移动，NO转化率降低，错误；C．降低反应体系的温度，平衡正向移动，NO转化率提高，正确；D．缩小容器的体积，平衡向分子数减小方向移动即平衡正向移动，NO转化率提高，正确。选C、D。

（3）分析表中数据，本实验是控制变量研究法，反应物初始浓度不变，一是温度变化，二是催化剂的比表面积的变化。通过这两个变化来研究它们对此反应化学反应速率的影响。