题目内容

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+2CO
催化剂
2CO2+N2
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△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)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.
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)
Ⅰ2801.20×10-35.80×10-382
Ⅱ2801.20×10-35.80×10-3124
Ⅲ3501.20×10-35.80×10-3124
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.
考点:化学平衡的影响因素,浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响
专题:化学平衡专题,化学反应速率专题
分析:(1)依据反应自发进行的条件来分析该反应吸热放热情况;
(2)能提高NO转化率则化学平衡正向移动,利用影响化学平衡移动的因素来分析;
(3)利用影响化学反应速率及化学平衡的因素来分析、完成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.
解答: 解:(1)该反应的△S<0,反应能够自发进行,则△H-T△S<0,说明△H<0,是放热反应,故答案为:<;
(2)提高NO的转化率,须使反应正向移动,
A、催化剂不影响平衡移动,反应物转化率减小,故A错误;
B、升高反应体系温度,平衡向吸热的逆向移动,反应物转化率减小,故B错误;
C、降低反应体系温度,平衡正向移动,反应物转化率增大,故C正确;
D.缩小容器体积,增大压强,平衡正向移动,反应物转化率增大,故D正确;
故答案为:CD;
(3)由于Ⅰ、Ⅱ温度相同,催化剂对平衡移动无影响,化学平衡不移动,但Ⅱ的速率大,所以Ⅱ先达到化学平衡,Ⅰ、Ⅱ达平衡时NO的浓度相同;
而Ⅲ的温度高,则反应速率最大且平衡向着逆向移动,即达到化学平衡时c(NO)增大,
故答案为:.
点评:本题综合考查了反应速率、反应方向、化学平衡等知识,并注重考查了学生对实验化学的设计思路,充分体现了新课程变化,同时又注重了对高考热点的考查,本题难度中等.
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