利用催化剂可使NO和CO发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。已知增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温
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利用催化剂可使NO和CO发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。
已知增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的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-1)
| CO初始浓度 (mol·L-1)
| 催化剂的比表 面积(m2·g-1)
| Ⅰ
| 280
| 1.2×10-3
| 5.8×10-3
| 82
| Ⅱ
|
| 1.2×10-3
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| 124
| Ⅲ
| 350
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| 82
| (1)请填全表中的各空格; (2)实验Ⅰ中,NO的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化如图所示。请在给出的坐标图中画出实验Ⅱ、Ⅲ中NO的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线,并标明各曲线的实验编号。
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答案
(1)
实验 编号
| T(℃)
| NO初始浓度 (mol·L-1)
| CO初始浓度 (mol·L-1)
| 催化剂的比表 面积(m2·g-1)
| Ⅰ
|
|
|
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| Ⅱ
| 280
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| 5.8×10-3
|
| Ⅲ
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| 1.2×10-3
| 5.8×10-3
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| (2)
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解析
(1)在其他量相同的情况下,才能判断变量对速率的影响,要验证温度对速率的影响,催化剂的比表面积、反应物的初始浓度等要相同;同理,验证催化剂的比表面积对速率的影响,温度、反应物的初始浓度要相同。 (2)Ⅰ、Ⅱ的区别是催化剂的比表面积不同,因此Ⅱ的反应速率较快,但催化剂不影响平衡的移动。Ⅰ、Ⅲ的区别是温度变化,温度升高,化学反应速率加快,达到平衡的时间缩短,NO转化率降低,故最终Ⅲ中c(NO)较Ⅰ、Ⅱ中c(NO)大。 |
举一反三
已知一定温度时发生反应Na2SO4(s)+4H2(g) Na2S(s)+4H2O(g) ΔH=-225 kJ·mol-1,该反应的正反应速率随时间的变化情况如图所示,在t1时改变了某种条件,反应在t2时达平衡,改变的条件可能是( )
A.升高温度 | B.增大H2的浓度 | C.使用催化剂 | D.增大压强 |
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某温度下,对于反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol。N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.将1 mol氮气、3 mol氢气,置于1 L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4 kJ B.平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)<K(B) C.上述反应在达到平衡后,增大压强,H2的转化率增大 D.升高温度,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应速率增大,正反应速率减小 |
碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50mol·L-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。 已知:S2O82-+2I-═2SO42-+I2(慢),I2+2S2O32-═S4O62-+2I- (快), (1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的Na2S2O3耗尽后,溶液颜色将由无色变成为 色。为确保能观察到该现象,S2O32—与S2O82—初始的物质的量需满足的范围为:n(S2O32—):n(S2O82—) 。 (2)为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
表中Vx= mL,反应速率最快的是 (填序号)。 (3)已知图中A曲线为某条件下,浓度c(S2O82—)~ 反应时间t的变化曲线图,若保持 其他条件不变, (填“B”或“C”)曲线为降低反应温度, (填“B”或“C”)曲线为加入催化剂。
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升高温度时,化学反应速率加快,主要原因是( )A.分子运动速率加快,使该反应物分子的碰撞机会增多 | B.反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多 | C.该化学反应的过程是吸热的 | D.该化学反应的过程是放热的 |
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在相同条件下,取等量H2O2做H2O2分解的对比实验,其中(1)加入MnO2催化,(2)不加MnO2催化。下图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图,其中正确的是( ) A. B. C. D. |
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