Question

（16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＋2CO2CO₂＋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m^2/g
Ⅰ	为以下实验作参照	280	6.50×10^-3	4. 00×10^-3	80
Ⅱ	①	②	③	④	120
Ⅲ	探究温度对尾气转化速率的影响	360	⑤	⑥	80

【图像分析与结论】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，如下：

（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

（16分）（每空2分）

（1）Ⅱ①探究催化剂比表面积对尾气转化速率的影响 ②280③6.50×10-3 ④4.00×10-3

Ⅲ⑤6.50×10-3 ⑥4.00×10-3 （2）3.50×10-3 mol/L （3）增大

【解析】

试题分析：（1）①根据表中数据可知实验Ⅱ中催化剂的比表面积不同，所以是探究催化剂比表面积对尾气转化速率的影响的。要探究催化剂比表面积对尾气转化速率的影响，则其余物理量要保持相同，所以②是280，③是6.50×10-3，④是4.00×10-3。由于实验Ⅲ是探究温度对尾气转化速率的影响，则除了温度不同以外，其余均是相同的，则⑤是6.50×10-3，⑥是4.00×10-3。

（2）根据图像可知第Ⅰ组实验中，达平衡时CO的浓度为0.001mol/L，则消耗CO是0.004mol/L—0.001mol/L＝0.003mol/L。所以根据方程式可知消耗NO是0.003mol/L，则平衡时NO浓度＝0.0065mol—0.003mol＝0.0035mol/L。

（3）由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化剂比表面积，可以缩短达到平衡的时间，因此汽车尾气转化速率增大。

考点：考查外界条件对反应速率影响的实验探究