Question

汽车排放的尾气为大气污染源之一，目前，可利用以下化学原理解决尾气：2NO＋2CO2CO₂＋N₂。

（1）写出CO₂的结构式____________，N₂的电子式___________。

（2）一定条件下，在容积固定的容器中进行上述反应，CO浓度与时间关系如图所示：

①则反应速率υ(a)、υ(b)、 υ(c)的大小关系是______________；

②下列可说明反应到达图中c点的是__________；

    A．NO、CO、CO₂、N₂表示的速率比值保持2︰2︰2︰1不变

    B．CO的浓度不再改变

    C．反应消耗2molNO的同时消耗1molN₂

    D．容器中的气体质量或物质的量保持不变

（3）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】

    A．不同的催化剂对同一反应的催化效率不同；

    B．使用等质量相同的催化剂时，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。

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	达平衡时所用的时间min
Ⅰ	参照实验	280	6.50×10^-3	4.00×10^-3	80	t
Ⅱ		280	6.50×10^-3	4.00×10^-3	120	0.5t
Ⅲ		360	6.50×10^-3	4.00×10^-3	80	0.2t

【结论】①实验编号Ⅱ的实验目的为_________________________。

    ②课题中探究外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响的另一因素是___________，且____________反应速率将___________。（填“增大”、“减小”、“无影响”）。

Answer

O=C=O υ(a)＞υ(b)＝υ(c) BC 探究催化剂比表面积对反应速率的影响 温度 温度升高 增大

【解析】（1）CO2是根据共价化合物，结构式为O=C=O，N2的电子式为；（2）①该反应中，CO浓度逐渐减小，直至达到平衡状态，根据图象可知，b、c点达到平衡状态，a点还没有达到平衡状态，则a点反应速率一定大于b、c，即：υ(a)＞υ(b)＝υ(c)；②根据图象曲线变化可知，b、c两点处于平衡状态，A．化学反应速率与化学计量数成正比，则反应过程中NO、CO、CO2、N2的速率比值始终为2：2：2：1，所以无法判断是否达到平衡状态，A错误；B．CO的浓度不再改变，说明正逆反应速率相等，已经达到平衡状态，B正确；C．反应消耗2molNO的同时消耗1molN2，证明正反应速率与逆反应速率相等，各组分浓度不再变化，达到了平衡状态，C正确；D．反应前后气体的质量守恒，不能说明，D错误，答案选BC；（3）①实验Ⅰ和实验Ⅱ的反应条件中，除了催化剂表面积大小不同以外，其它条件完全相同，说明实验目的是探究催化剂比表面积对反应速率的影响；②根据实验Ⅰ和实验Ⅲ可知，课题中探究外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响的另一因素是温度。升高温度后，达到平衡需要的时间少，说明升高温度，反应速率增大，则反应时间减小。

点睛：本题考查化学平衡及其影响、化学平衡、化学反应速率的计算、影响反应速率的因素等知识。注意控制变量法探究影响化学反应速率的因素，影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。解答此类题时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表，确定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。然后再确定另一个变量，重新进行相关分析。但在分析相关数据时，要注意题给数据的有效性。