微題型117脫硫、脫硝反應(yīng)條件的優(yōu)化(一)1.(2025·四川綿陽高三上階段練習(xí))汽車尾氣中的NO和CO可以在三元催化器作用下轉(zhuǎn)化為N2和CO2。已知：反應(yīng)1：CO(g)+12O2(g)=CO2(g)ΔH1=-283.0kJ·mol反應(yīng)2：N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH2=+180.0kJ·mol-1反應(yīng)3：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH3(1)計(jì)算ΔH3=kJ·mol-1。分析反應(yīng)3自發(fā)進(jìn)行可能性為(填字母)。

A.自發(fā) B.非自發(fā)C.高溫自發(fā) D.低溫自發(fā)已知反應(yīng)3的凈反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正·c2(CO)·c2(NO)-k逆·c2(CO2)·c(N2)，其中k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)(只與溫度有關(guān))。若改變溫度后k正k逆增大，則改變的條件為(填“升高”或“降低”(2)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)3需要CO和NO經(jīng)吸附后在催化劑表面活性中心進(jìn)行。向2L恒容密閉體系中加入1molCO、一定量的某種催化劑，并按不同起始投料比m發(fā)生反應(yīng)3，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、起始投料比m的關(guān)系如圖1所示。[圖中起始投料比m=n(NO)①圖中a、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)Ka、Kb、Kc相對(duì)大小關(guān)系是。

②隨著溫度的升高，不同投料比下CO的平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近的原因?yàn)椤?/p>

(3)恒壓密閉容器中充入2molCO和2molNO，在不同催化劑(甲、乙)作用下發(fā)生反應(yīng)3，測(cè)得相同時(shí)間內(nèi)NO的轉(zhuǎn)化率如圖2所示。①圖中a、b、c、d四點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的狀態(tài)中一定未達(dá)平衡狀態(tài)的有(填字母)，曲線cd變化趨勢(shì)的原因是。

②一定溫度下，若容器壓強(qiáng)保持為p0，初始充入等物質(zhì)的量的CO和NO，平衡時(shí)NO轉(zhuǎn)化率為80%，則該溫度下平衡常數(shù)Kp=(用含p0的式子表示)。

答案(1)-746D降低(2)①Ka>Kb=Kc②溫度較高時(shí)，溫度變化對(duì)平衡移動(dòng)的影響大于濃度變化對(duì)平衡的影響(3)①acd溫度高于400℃，催化劑乙活性降低或失活，反應(yīng)速率降低②256解析(1)根據(jù)蓋斯定律，2×反應(yīng)1-反應(yīng)2可得：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH3=(-283×2-180)kJ·mol-1=-746kJ·mol-1；反應(yīng)3的ΔH和ΔS均小于零，故在低溫下能自發(fā)進(jìn)行；可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v正=v逆，即k正·c2(CO)·c2(NO)=k逆·c2(CO2)·c(N2)，則K=k正k逆=c2(CO2)·c(N2)c2(CO)·c2(NO)，對(duì)于放熱反應(yīng)2NO((2)①已知溫度不變，同一反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不變，由圖1可知，Ta<Tb=Tc，該反應(yīng)正反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，則a、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)Ka、Kb、Kc相對(duì)大小關(guān)系是Ka>Kb=Kc。(3)①由于該反應(yīng)放熱，溫度升高，NO平衡轉(zhuǎn)化率降低，a到bNO轉(zhuǎn)化率升高，故a一定未平衡，由于催化劑不能改變平衡轉(zhuǎn)化率，c、d兩點(diǎn)與催化劑甲轉(zhuǎn)化率不同，因此c、d也不是平衡狀態(tài)。而c到d轉(zhuǎn)化率下降只能是因?yàn)樗俾蕼p小，故原因可能為400℃以上時(shí)，隨溫度升高，催化劑乙活性減弱或失活。②2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)起始/mol1100變化/mol0.80.80.40.8平衡/mol0.20.20.40.8物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)181814Kp=p04×2.(2025·上海模擬)治理大氣中的H2S、SO2以及廢水中的硫化物是環(huán)境保護(hù)的重要課題。加入固硫劑是一種有效的治理措施。生石灰是常用的固硫劑，固硫過程中涉及的部分反應(yīng)如下：①2CaO(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)ΔH1=-1004kJ·mol-1②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)ΔH2=+219kJ·mol-1(1)CO的燃燒熱為kJ·mol-1。

A.-566 B.-283 C.566 D.283大氣中H2S能通過高溫下與CO2反應(yīng)進(jìn)行協(xié)同轉(zhuǎn)化處理。反應(yīng)原理為H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)，工業(yè)中測(cè)得的產(chǎn)物中有S2、SO2、CO等副產(chǎn)物。(2)在573K下，向2L恒容密閉容器中通入2molH2S和1molCO2，反應(yīng)達(dá)到平衡后水蒸氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.2。①上述條件下H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α=%。

②在上述平衡體系中再加2molCO2(g)和2molH2O(g)，通過數(shù)據(jù)說明平衡移動(dòng)的方向。

(3)在不同溫度下，向密閉容器甲、乙中分別充入2molH2S和1molCO2，它們分別在有水分子篩(只允許水分子透過)和無水分子篩條件下反應(yīng)，測(cè)得的CO2(g)平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化關(guān)系如圖所示。①兩個(gè)容器中使用了水分子篩的容器是。

A.甲 B.乙 C.甲、乙中任一個(gè)②1173K以后平衡轉(zhuǎn)化率變化的原因可能是。

答案(1)D(2)①30②該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.3×0.30.2×0.7=914，在上述平衡體系中再加2molCO2(g)和2molH2O(g)，Q=(3)①A②溫度過高，H2S(g)發(fā)生分解，H2S(g)濃度減小，平衡逆向移動(dòng)解析(1)由蓋斯定律可知，②+12×①可得CO(g)+12O2(g)CO2(g)，ΔH=(-1004×12+219)kJ·mol-1=-283kJ·mol-1，CO的燃燒熱為283kJ·mol(2)①設(shè)反應(yīng)中H2S轉(zhuǎn)化了xmol·L-1，根據(jù)已知條件列出“三段式”H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)起始/(mol·L-1)10.500轉(zhuǎn)化/(mol·L-1)xxxx平衡/(