Question

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

催化剂  .

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

【图象分析与结论】利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化的曲线图，如图：

（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”）．

Answer 1

考点：探究影响化学反应速率的因素,化学反应速率的调控作用

专题：化学反应速率专题

分析：（1）根据影响反应速率的因素有浓度、压强、温度和催化剂的比表面积，而要想探究一种影响因素，必须保持其他影响因素是一致的来分析；
（2）根据第Ⅰ组实验中，达平衡时CO的平衡浓度为1.00×10^-3mol/L，可得出CO的浓度该变量，再根据在一个反应中，各物质的浓度的该变量之比等于计量数之比即可求出NO的浓度的该变量，从而求出NO的平衡浓度；
（3）由图象可知，增大催化剂比表面积后，缩短了到达平衡的时间，故增大了反应速率．

解答： 解：（1）影响反应速率的因素有浓度、压强、温度和催化剂的比表面积，而要想探究一种影响因素，必须保持其他影响因素是一致．
根据Ⅲ的实验目的是探究温度对尾气转化速率的影响，故Ⅲ和Ⅰ的区别是温度的不同，其他因素必须保持一致，故Ⅲ中NO初始浓度为6.50×10^-3mol/L，CO初始浓度为4.00×10^-3mol/L；而通过对比Ⅱ和Ⅰ的条件可知，两者的区别是催化剂的比表面积不同，故其他的影响因素均应相同，故Ⅱ中NO初始浓度为6.50×10^-3mol/L，CO初始浓度为4.00×10^-3mol/L，而且Ⅱ探究的是催化剂比表面积对尾气转化速率的影响，故答案为：

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
Ⅱ	探究催化剂比表面积对尾气转化速率的影响（2分）	280	6.50×10-3	4.00×10-3
Ⅲ			6.50×10-3	4.00×10-3

（2）通过图象可知，平衡时CO的平衡浓度为1.00×10^-3mol/L，可得出CO的浓度该变量△C（CO）=4.00×10^-3mol/L-1.00×10^-3mol/L=3.00×10^-3mol/L，在一个反应中，各物质的浓度的该变量之比等于计量数之比，故NO的浓度的该变量△C（NO）=3.00×10^-3mol/L，故NO的平衡浓度C（NO）=6.50×10^-3mol/L-3.00×10^-3mol/L=3.50×10^-3mol/L，故答案为：3.50×10^-3 mol/L；
（3）由图象可知，增大催化剂比表面积后，缩短了到达平衡的时间，故增大了反应速率，故答案为：增大．

点评：本题考查了影响反应速率的因素，应注意要想探究一种影响因素，必须保持其他影响因素．综合性较强，难度适中．