解题思路:I.根据实验目的验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,则应保证浓度相同,然后相同温度时比较催化剂比表面积,相同催化剂比表面积时比较温度,然后利用影响化学反应速率及化学平衡的因素来分析图象;
II.K=
c
2
(NO)
C(
N
2
).C(
O
2
)
,温度不变平衡常数不变,利用平衡常数计算氮气的平衡物质的量.
I.(1)①因Ⅰ、Ⅱ比表面积不同,则应控制温度相同,所有浓度应控制相同来验证催化剂比表面积对速率的影响;
Ⅱ、Ⅲ比表面积相同,温度不同,则所有浓度应控制相同来验证反应温度对速率的影响;,
故答案为:280;5.80×10-3;1.20×10-3;124;
②因Ⅰ、Ⅱ温度相同,催化剂对平衡移动无影响,则平衡不移动,但Ⅱ的速率大,则Ⅱ先达到化学平衡,Ⅰ、Ⅱ达平衡时NO的浓度相同;而Ⅲ的温度高,则反应速率最大且平衡逆移,即达到化学平衡时c(NO)增大,故答案为:
.
II.达到平衡后NO的物质的量为2mol,则c(NO)=[2mol/2L=1mol/L,c(N2)=
(10−1)mol
2L=4.5mol/L,c(O2)=
(5−1)mol
2L=2mol/L,K=
1×1
4.5×2]=[1/9],
设平衡时氮气的物质的量x,设投入的氧气的物质的量为y,
N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)
开始1mol ymol 0
反应(1-x)mol (1-x)mol 2(1-x)mol
平衡xmol(y-1+x)mol 2(1-x)mol
平衡浓度c(NO)=[1−x/2mol/L,c(N2)=
x
2mol/L,c(O2)=
y−1+x
2mol/L,K=
1−x
2×
1−x
2
x
2×
y−1+x
2]=[1/9]①,
(y-1+x)mol=2(1-x)mol ②,联立①②得
x=
9
11
y=
6
11,所以氮气的平衡浓度为[9/11]mol,
故答案为:[1/9],[9/11].
点评:
本题考点: 探究影响化学反应速率的因素;物质的量或浓度随时间的变化曲线;化学平衡的计算.
考点点评: 注重考查了学生对化学实验的设计思路,充分体现了新课程变化,同时又注重了对高考热点的考查,是较好的一道综合题,注意平衡常数与温度的关系,为易错点.