题目内容

【题目】有利于可持续发展的生态环境是全国文明城市评选的测评项目之一。

1)已知反应 2NOg+2COgN2g+2CO2g v =k ·c2NO·c2CO),v =k ·cN2·c2CO2)(kk为速率常数,只与温度有关)。一定条件下进行该反应,测得 CO 的平衡转化率与温度、起始投料比m= 的关系如图 1 所示。

①达到平衡后,仅升高温度,k增大的倍数________“>”“<”“=”k增大的倍数。

②下列说法正确的是_______

A 投料比:m1<m2<m3

B 汽车排气管中的催化剂可提高 NO 的平衡转化率

C 当投料比 m2 时,NO 转化率比 CO 转化率小

D 当体系中 CO2 CO 物质的量浓度之比保持不变时,反应达到平衡状态

③若在 1L 的密闭容器中充入 1 molCO 1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO 的转化率为 40% k k =_______(填写分数即可,不用化简)

2)在 2L 密闭容器中充入 2mol CO 1mol NO2,发生反应 4COg+2NO2gN2g+4CO2g ΔH<0,如图 2 为平衡时 CO2 的体积分数与温度、 压强的关系。

①该反应达到平衡后,为在提高反应速率同时提高 NO 的转化率,可采 取的措施有______(填字母序号)

a 增加 CO 的浓度 b 缩小容器的体积 c 改用高效催化剂 d 升高温度

②若在 D 点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大,达到的平衡状态可能是图中 A G 点中的______点。

3)近年来,地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属PtCu和铱(Ir)的催化作用下,密闭容器中的 H2 可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO3-),其工作原理如下图所示。若导电基体上的 Pt 颗粒增多,造成的后果是______

【答案】< C D ab C Pt颗粒增多,NO3-更多转化为NH4+存在溶液中,不利于降低溶液中含氮量

【解析】

(1)①据图1所示,正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则k增大的倍数<k增大的倍数;
A. 由图象可知,温度一定时,增大NO浓度,CO转化率增大,即起始投料比m越大时,CO转化率越大,所以投料比:m1m2m3,故A错误;
B. 催化剂只改变反应速率,不改变平衡转化率,故B错误;
C. 由反应计量关系可知,反应中NOCO的变化量相同,平衡转化率α=×100%,所以平衡转化率与起始量成反比,即投料比m=2CO转化率是NO转化率的2倍,故C正确;
D. 反应正向移动时CO2浓度增大,CO浓度减小,即平衡移动过程中二者浓度比值会发生变化,所以当二者比值不变时说明反应达到平衡,故D正确;
故答案为:CD
③若在 1L 的密闭容器中充入 1 mol CO 1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO 的转化率为 40%,列三段式有:


达到平衡状态时正逆反应速率相等,则k c2(NO)c2(CO)=k c(N2)c2(CO2)

(2)a. 增加CO的浓度平衡正向移动,NO转化率提高,故a正确;
b. 缩小容器的体积相当于增大压强平衡正向移动,NO转化率提高,故b正确;
c. 改用高效催化剂,只改变化学反应速率不影响平衡移动,所以NO转化率不变,故c错误;
d. 该反应焓变小于零,正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,NO转化率降低,故d错误;
故选ab
②相同压强下降低温度平衡正向移动,CO2体积分数增大,同一温度下增大压强平衡正向移动CO2体积分数增大,所以符合条件的为C
(3)由原理的示意图可知,若导电基体上的Pt颗粒增多,则NO3-会更多的转化成铵根,不利于降低溶液中的含氮量。

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