利用催化技術(shù)將汽車尾氣中的NO和CO進(jìn)行處理,其反應(yīng)方程式為:2NO+2CO2CO2+N2,為研究如何增大該反應(yīng)的速率和提高轉(zhuǎn)化率的問(wèn)題,某研究小組在其他條件相同的條件下,使用同種、等量的催化劑進(jìn)行了以下三組實(shí)驗(yàn)探究:實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表;實(shí)驗(yàn)中CO的濃度與時(shí)間的變化關(guān)系如圖 (已知催化劑的比表面積是指單位質(zhì)量的物質(zhì)所具有的總面積)。
編號(hào) |
t/℃ |
c(NO)/mol?L-1 |
c(CO)/mol?L-1 |
催化劑的比表面積/(m2?g-1) |
Ⅰ |
360 |
6.5×10-3 |
a |
80.0 |
Ⅱ |
280 |
b |
4.00×10-3 |
120 |
Ⅲ |
280 |
6.5×10-3 |
4.00×10-3 |
80.0 |
(1)若要得到溫度與該反應(yīng)的速率關(guān)系,則需對(duì)比
Ⅰ和Ⅲ
Ⅰ和Ⅲ
組實(shí)驗(yàn)(填實(shí)驗(yàn)編號(hào)),表格數(shù)據(jù)中a=
4.00×10-3
4.00×10-3
,實(shí)驗(yàn)結(jié)論是
溫度越高反應(yīng)速率越快
溫度越高反應(yīng)速率越快
。
(2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅱ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ的目的是
當(dāng)b=6.5×10-3時(shí),探究催化劑的比表面積對(duì)該反應(yīng)的速率的影響
當(dāng)b=6.5×10-3時(shí),探究催化劑的比表面積對(duì)該反應(yīng)的速率的影響
,得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是
其他條件相同時(shí),催化劑的比表面積越大該反應(yīng)的速率越快
其他條件相同時(shí),催化劑的比表面積越大該反應(yīng)的速率越快
。
(3)實(shí)驗(yàn)Ⅲ中,該反應(yīng)前2s的平均反應(yīng)速率為v(CO)=
1×10-3mol/(L?s)
1×10-3mol/(L?s)
,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)NO的平衡轉(zhuǎn)化率為
46.2%
46.2%
(保留三位有效數(shù)字),其平衡常數(shù)K=
。(只列出濃度計(jì)算表達(dá)式)
(4)對(duì)比圖中的A點(diǎn)與B點(diǎn),你可以獲取的結(jié)論是
溫度越高,反應(yīng)越快達(dá)到平衡狀態(tài)(或達(dá)到平衡所需時(shí)間越少,溫度越高,平衡逆向移動(dòng),該反應(yīng)為放熱反應(yīng))
溫度越高,反應(yīng)越快達(dá)到平衡狀態(tài)(或達(dá)到平衡所需時(shí)間越少,溫度越高,平衡逆向移動(dòng),該反應(yīng)為放熱反應(yīng))
。
(5)從本實(shí)驗(yàn)探究數(shù)據(jù)綜合分析,以上三組實(shí)驗(yàn)中,選擇實(shí)驗(yàn)
Ⅱ
Ⅱ
(填編號(hào))的反應(yīng)條件更利于汽車尾氣的處理。
【答案】Ⅰ和Ⅲ;4.00×10
-3;溫度越高反應(yīng)速率越快;當(dāng)b=6.5×10
-3時(shí),探究催化劑的比表面積對(duì)該反應(yīng)的速率的影響;其他條件相同時(shí),催化劑的比表面積越大該反應(yīng)的速率越快;1×10
-3mol/(L?s);46.2%;
;溫度越高,反應(yīng)越快達(dá)到平衡狀態(tài)(或達(dá)到平衡所需時(shí)間越少,溫度越高,平衡逆向移動(dòng),該反應(yīng)為放熱反應(yīng));Ⅱ