Question

（09浙江卷）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）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的△H     0（填写“＞”、“＜”、“＝”）。

（2）前2s内的平均反应速率υ(N₂)＝                 。

（3）在该温度下，反应的平衡常数K＝               。

（4）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

（5）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)
Ⅰ	280	1.20×10－3	5.80×10－3	82
Ⅱ				124
Ⅲ	350			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。

Answer 1

（1）＜；（2）1.88×10^－4 ；

（3）5000；（4）C、D；

（5）①280；1.20×10^－3；5.80×10^－3；1.20×10^－3；5.80×10^－3；

②如图：

解析:

该题综合考察反应速率、反应方向，化学平衡等知识，并考察了实验化学的设计思路。体现了新课程变化。

（1）该反应气体减少，△S＜0非自发，所以一定是放热才有可能自发；

（2）υ(NO)＝；υ(N₂)＝υ(NO)＝

（3）利用三段式计算出c(CO₂)＝9×10^－4；c(N₂)＝4.50×10^－4。

（4）加压、降温使该反应平衡正移。

（5）Ⅰ、Ⅱ比表面积不同，应控制温度相同，验证催化剂比表面积对速率的影响；

Ⅰ、Ⅲ比表面积不同，温度不同；验证反应温度对速率的影响；所有浓度应控制相同。

②Ⅰ、Ⅱ温度相同，平衡不移动，但Ⅱ的速率大；

Ⅲ的温度高，速率最大且平衡逆移，c(NO)增大。