题目内容
（12分）根据我国目前汽车业发展速度,预计2020年汽车保有量超过2亿辆,中国已成为全球最大的汽车市场。因此，如何有效处理汽车排放的尾气，是需要进行研究的一项重要课题。目前，汽车厂商常利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO2和N2，化学方程式如下：
2NO＋2CO
2CO2＋N2。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】①不同的催化剂对同一反应的催化效率不同；
②使用相同的催化剂，当催化剂质量相等时，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。
（1）完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
| 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 |
| Ⅰ | 为以下实验作参照 | 280 | 6.50×10-3 | 4.00×10-3 | 80 |
| Ⅱ | | | | | 120 |
| Ⅲ | 探究温度对尾气转化速率的影响 | 360 | | | 80 |
（2）计算第Ⅰ组实验中，达平衡时NO的浓度为__________________；
（3）由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化剂比表面积，汽车尾气转化速率_____________
（填“增大”、“减小”、“无影响”）；
（1）
（2）3.50×10-3 mol/L（3分） （3）增大（2分）实验编号 实验目的 T/℃ NO初始浓度
mol/LCO初始浓度
mol/L同种催化剂的比表面积
m2/gⅠ Ⅱ 探究催化剂比表面积对尾气转化速率的影响（2分） 280
（1分）6.50×10-3
（1分）4.00×10-3
（1分） Ⅲ 6.50×10-3
（1分）4.00×10-3
（1分）
解析试题分析：（1）由于Ⅰ与Ⅱ是同种催化剂的比表面积m2/g不同，其它应该是相同的所以Ⅱ是探究催化剂比表面积对尾气转化速率的影响。其余的都和Ⅰ是相同的，即温度是280℃；NO初始浓度是6.50×10-3mol/L；CO初始浓度是4.00×10-3mol/L；Ⅲ与Ⅰ相比较，是温度不同，而同种催化剂的比表面积相同，因此Ⅲ是探究温度对尾气转化速率的影响，其余的都和Ⅰ相同。NO初始浓度6.50×10-3mol/L；CO初始浓度4.00×10-3mol/L；（2）根据题意可知在反应开始时c(CO)=4.0×10-3mol/L；在达到平衡时c(CO)=1.0×10-3mol/L；浓度减小Δc(CO)=3.0×10-3mol/L；根据反应方程式中CO、NO的浓度关系可知Δc(NO)=3.0×10-3mol/L；所以达平衡时NO的浓度为6.50×10-3 mol/L－3.0×10-3mol/L=3.50×10-3 mol/L；（3）由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化剂比表面积，达到平衡所需要的时间缩短，但是达到平衡时汽车尾气转化率不变。即：增大催化剂比表面积，汽车尾气转化速率增大。
考点：考查温度、催化剂的表面积对尾气的治理的影响的知识。
学而优衔接教材南京大学出版社系列答案（14分） 2SO2(g)+ O2 (g) 
2 SO3 (g)是生产硫酸的主要反应之一。下表是原料气按V(SO2):V(O2):V(N2)=7:11:82投料，在1．01×105Pa时，不同温度下SO2的平衡转化率。
| 温度/℃ | 400 | 500 | 600 |
| SO2转化率/% | 99．2 | 93．5 | 73．7 |
（2）400℃，1．01×105Pa时，将含10 mol SO2的原料气通入一密闭容器中进行反应，平衡时SO2的物质的量是______mol。
（3）硫酸厂尾气（主要成分SO2、O2和N2）中低浓度SO2的吸收有很多方法。
①用氨水吸收上述尾气，若SO2与氨水恰好反应得到碱性的(NH4)2SO3溶液时，则有关该溶液的下列关系正确的是______（填序号）。
a． c + c(NH3?H2O)=" 2[c()+" c()+ c(H2SO3)]
b． c()+ c(H+)=" c()+" c()+ c(OH-)
c． c()> c() > c(OH-) > c(H+)
②用 MnO2与水的悬浊液吸收上述尾气并生产MnSO4。
i． 得到MnSO4的化学方程式是______。
ii．该吸收过程生成MnSO4时，溶液的pH变化趋势如图甲，SO2吸收率与溶液pH的关系如图乙。
图甲中pH变化是因为吸收中有部分SO2转化为H2SO4，生成H2SO4反应的化学方程式是______；由图乙可知pH的降低______SO2的吸收（填“有利于”或“不利于”），用化学平衡移动原理解释其原因是______。
2NO(g)，生成的NO是汽车尾气的主要污染物。T ℃时，向5L密闭容器中充入6.5 molN2和7.5 molO2，在5 min时反应达到平衡状态，此时容器中NO的物质的量是5 mol（不考虑后续反应）。则：
2CO2(g) + N2(g) 中，NO的浓度[c(NO)]随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。
2012年2月27日深圳宣称进入“200万辆汽车时代”，汽车尾气已成为重要的空气污染物。
（1）汽车内燃机工作时引起反应：N2(g)+O2(g)
2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T℃时，向2L密闭容器中充入4mol N2和6molO2，5min后达平衡时NO物质的量为4mol，该反应的速率v(N 2)为 ；计算该条件下的平衡常数（写出计算过程）。
（2）恒温恒容，能说明反应 2NO(g) N2(g)+O2(g) 达到平衡的是 （填代号）。
| A．NO、N2、O2的浓度之比为2∶1∶1 |
| B．N2的浓度不再发生变化 |
| C．单位时间内消耗2 mol NO，同时消耗1 mol N2 |
| D．容器内气体密度不再发生变化 |
①已知：N2(g)+ O2(g) = 2NO(g) △H = +180.5kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g) = H2O(l) △H = —285.8kJ/mol
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为 。
②当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图是反应：2NO(g) + 2CO(g)
2CO2(g)+ N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线，据此判断该反应的△H 0 (填“＞”、“＜”或“无法确定”)。若催化剂的表面积S1＞S2 ，在下图中画出NO的浓度在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线，并注明条件。
某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，进行了如下实验：
（一）制取氧化铜
①称取2 gCuSO4·5H2O研细后倒入烧杯，加10 mL蒸馏水溶解；
②向上述CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液，直到不再产生沉淀，然后将所得混合物加热至沉淀全部变为黑色；
③将步骤②所得混合物过滤、洗涤，晾干后研细备用。
回答下列问题：
（1）上述实验步骤中需要使用玻璃棒的是_______________（填实验序号），步骤②中加热所用仪器的名称是___________________；
（2）步骤③中洗涤沉淀的操作是___________________________________。
（二）证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较
用下图装置进行实验，实验时均以生成25 mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略，相关数据见下表：
| 实验序号 | KClO3质量 | 其它物质质量 | 待测数据 |
| ④ | 1.2 g | 无其他物质 | |
| ⑤ | 1.2 g | CuO 0.5 g | |
| ⑥ | 1.2 g | MnO2 0.5 g | |
（3）上述实验中的“待测数”据指_____________；
（4）本实验装置图中量气装置B由干燥管、乳胶管和50 mL滴定管改造后组装而成，此处所用滴定管是___________（填“酸式”或“碱式”）滴定管；
（5）若要读取实验⑤中干燥管内收集的气体体积，应注意 ____________________
____________________________________________________；
⑹为探究CuO在实验⑤中是否起催化作用，需补做如下实验（无需写出具体操作）：
a．_______________________________，
b．CuO的化学性质有没有改变
25℃时，水的电离达到平衡：H2O
H＋＋OH－，下列叙述正确的是（ ）
| A．向水中加入氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低 |
| B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，KW不变 |
| C．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H＋)降低 |
| D．将水加热，KW增大，pH不变 |