汽车尾气中的NO和CO在催化转化器中反应生成两种无毒无害的气体:2NO+2CO=N_(2)+2CO_(2)已知:碳的燃烧热为393.5kJcdot mol^-1N_(2)(g)+O_(2)(g)═2NO(g)Delta H_(1)=+180.5kJ/mol,2C(s)+O_(2)(g)═2CO(g)Delta H_(2)=-221kJ/mol.(1)2NO(g)+2CO(g)═N_(2)(g)+2CO_(2)(g)Delta H=______kJ/mol.(2)某实验小组在三个容积均为VL的恒容密闭容器中,分别充入1.0molNO和1.0molCO,在三种不同条件(见下表)下进行反应,反应体系的总压强(P)随时间变化如图所示:实验编号abc温度/K500500600催化剂的比表面积/(m^2cdot g^-1)82124124P/kPa-|||-240-|||-220-|||--1--|||-200-|||-180-|||-160 t/min-|||-单 Ⅱ①实验编号a对应的曲线是______.②由曲线Ⅱ数据计算出对应条件下的压强平衡常数K_(p)=______；若在曲线Ⅲ对应条件下,某时刻测得NO、CO、N_(2)、CO_(2)的分压依次是10kPa、20kPa、40kPa、40kPa,则此时反应的速率v_(正)______v_(逆)(填" lt "、"="或" gt ").(3)催化剂性能决定了尾气处理效果.将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(X、Y)进行反应,测量逸出气体中NO含量,从而测算尾气脱氮率.相同时间内,脱氮率随温度变化曲线如图所示:P/kPa-|||-240-|||-220-|||--1--|||-200-|||-180-|||-160 t/min-|||-单 Ⅱ①曲线上a点的脱氮率______(填" gt "、" lt "或"=")对应温度下的平衡脱氮率.②催化剂Y条件下,650K,脱氮率随温度升高而下降的原因可能是______.③若反应速率方程式为v=kc^m(CO)c^2(NO),其中k为速率常数,与温度、活化能有关.若投料比((n(CO)))/((n(NO)))=1,T_(1)时的初始速率为v_(0),当CO转化率为50%时,反应速率为(({v_0)})/(8),由此可知m=______.反应的活化能Ea在不同温度T_(1)、T_(2)条件下,与对应的速率常数(k_(1)、k_(2))存在关系:lg (({k_2)})/(({k_1))}=-((Ea))/((2.303R))(((1)/({{T_2))}-(1)/(({T_1))}})(R为常数),据此推测:若换用更高效的催化剂,升高相同温度,速率常数增大的倍数将______(填"变大"、"变小"或"不变").

【答案】

(1)已知：①$N_{2}(g)+O_{2}(g)$═$2NO\left(g\right)\triangle H_{1}=+180.5kJ/mol$，②$2C\left(s\right)+O_{2}(g)$═$2CO\left(g\right)\triangle H_{2}=-221kJ/mol$，③$2C\left(s\right)+O_{2}(g)$═$CO_{2}(g)\triangle H_{3}=-393.5kJ/mol$，根据盖斯定律，由$2\times $③$-$②$-$①可得$2NO\left(g\right)+2CO\left(g\right)\rightleftharpoons N_{2}(g)+2CO_{2}(g)\triangle H=2\times \left(-393.5kJ/mol\right)-\left(-221kJ/mol\right)-\left(+180.5kJ/mol\right)=-746.5kJ/mol$，
故答案为：$-746.5$；
$(2)$①实验编号$a$催化剂的比表面积最小，达到化学平衡状态需要的时间越长，则实验编号$a$对应的曲线是$Ⅱ$，
故答案为：$Ⅱ$；
②起始充入$1.0mol NO$和$1.0mol CO$，起始压强为$200kPa$，达到平衡时压强为$160kPa$，设$NO$转化物质的量为$2xmol$，
$\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 2NO\left(g\right)+2CO\left(g\right)\rightleftharpoons N_{2}(g)+2CO_{2}(g)$
起始$n\left(mol\right)\ \ 1\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 1\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 0\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 0$
转化$n\left(mol\right)\ \ 2x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 2x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 2x$
平衡$n\left(mol\right) 1-2x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 1-2x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 2x$
压强之比等于物质的量之比，则$\frac{2mol}{(1-2x+1-2x+x+2x)mol}=\frac{200kPa}{160kPa}$，解得$x=0.4mol$，则平衡时总物质的量为$1.6mol$，$p\left(NO\right)=p\left(CO\right)=\frac{(1-2×0.4)mol}{1.6mol}\times 160kPa=20kPa$，$p(N_{2})=\frac{0.4mol}{1.6mol}\times 160kPa=40kPa$，$p(CO_{2})=2p(N_{2})=80kPa$，$K_{p}=\frac{p({N}_{2})•{p}^{2}(C{O}_{2})}{{p}^{2}(NO)•{p}^{2}(CO)}=\frac{40kPa×(80kPa)^{2}}{(20kPa)^{2}×(20kPa)^{2}}=1.6\left(kPa\right)^{-1}$；曲线$Ⅱ$和曲线Ⅲ温度相同，则压强平衡常数也相等，在曲线Ⅲ对应条件下，$NO$、$CO$、$N_{2}$、$CO_{2}$的分压依次是$10kPa$、$20kPa$、$40kPa$、$40kPa$，$Q_{p}=\frac{40kPa×(40kPa)^{2}}{(10kPa)^{2}×(20kPa)^{2}}=1.6\left(kPa\right)^{-1}=K_{p}$，此时反应达到平衡状态，则此时反应的速率$v_{正}=v_{逆}$，
故答案为：$1.6$；$=$；
$(3)$①该反应为放热反应，则升高温度，平衡逆向移动，平衡脱氮率降低，由图知，在催化剂$Ⅱ$作用下，$650K$时，脱氮率达到最大，而催化剂不影响平衡移动，即不影响平衡脱氮率，而曲线上$a$点的脱氮率远低于催化剂$Y$条件下脱氮率最大值，故曲线上$a$点的脱氮率$ \lt $对应温度下的平衡脱氮率，
故答案为：$ \lt $；
②催化剂$Ⅱ$条件下，$650K$后，反应速率增大，相同时间内反应可能已经达到平衡，升温使放热反应平衡逆向移动，脱氮率下降；或超过$650K$时催化剂的活性可能降低，催化效果减弱，相同时间内脱氮率下降，
故答案为：随着温度超过$650K$，反应速率增大，相同时间内反应可能已经达到平衡，升温使放热反应平衡逆向移动，脱氮率下降，或温度超过$650K$，催化剂的活性可能降低，催化效果减弱，相同时间内脱氮率下降。
③温度为$T_{1}^{\circ}\mathrm{C}$时，假设初始$CO$和一氧化氮的物质的量均为$1mol$，容器的体积为$1L$，则初始$CO$和一氧化氮的浓度均为$1mol/L$，所以$v_{0}=k\times 1^{m}\times 1^{2}=k$，当$CO$转化率为$50\%$时，$c\left(CO\right)=c\left(NO\right)=\frac{(1-0.5)mol}{1L}=0.5mol/L$，此时的反应速率为$\frac{{v}_{0}}{8}$，则有：$\frac{{v}_{0}}{8}=k\times (\frac{1}{2})^{m}\times (\frac{1}{2})^{2}=v_{0}\times (\frac{1}{2})^{m}\times (\frac{1}{2})^{2}$，解得：$m=1$，根据速率常数存在的关系式可以得到，活化能越小，升高相同温度时，$\lg \frac{{k}_{2}}{{k}_{1}}$的值越小，若换用更高效的催化剂，活化能降低，升高相同温度，速率常数增大的倍数将变小，
故答案为：$1$；变小。