21.(14分)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+2CO
2CO2+N2 △<0。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:
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时间(s) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
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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 |
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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)在上述条件下反应达平衡时CO2的浓度是 mol/L
(2)前2s内的平均反应速率v(N2)= 。
(3)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反应速率的是 。
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
(4)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。
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实验 编号 |
T(℃) |
NO初始浓度 (mol/L) |
CO初始浓度 (mol/L) |
催化剂的比表面积(m2/g) |
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Ⅰ |
280 |
1.20×10-3 |
5.80×10-3 |
82 |
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Ⅱ |
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124 |
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Ⅲ |
350 |
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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。