题目内容
【题目】(1)在一定条件下：CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)，在两个均为2L的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2O)/n(CO)]充入H2O(g)和CO，CO的平衡转化率α(CO)与温度的关系如下图所示。
①R点平衡常数K=__________________。
②氢碳比X_________2.0(填“>”或“<”或“=”)，判断的理由是______________。
③下列能提高CO平衡转化率的措施有_________。
A．使用高效催化剂 B．通入He气体使体系的压强增大
C．降低反应温度 D．投料比不变，增加反应物的浓度
(2)已知：反应I：4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) △H<0
反应II：4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H<0
氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I和Ⅱ。为分析该催化剂对该反应的选择性，在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2，反应关系如图，该催化剂在高温时选择反应_________(填“I”或“II”)。520℃时，4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=_______(只需列出数字计算式)。
(3)以连二硫酸根(S2O42-)为介质，使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示：
①阴极区的电极反应式为___________。
②NO吸收转化后的主要产物为NH4+，若通电时电路中转移了0.3mol e-，则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为___________mL。
【答案】 1/3 > 在其它条件一定时，提高氢碳比[n(H2O)/n(CO)]有利于提高CO的转化率 C I 
2SO32—+4H++2e—=S2O42—+2H2O 1344
【解析】(1) ①R点与P点温度相同，平衡常数相同，结合P点相关数据可以求出R点的平衡常数。
②温度一定时，根据氢碳比[n(H2O)/n(CO)]关系，充入H2O(g)越大，CO的平衡转化率就越大。
③能够提高CO的平衡转化率，平衡正向移动，提高氢碳比。
（2）根据生成氮气、一氧化氮的物质的量判断催化剂对反应的选择性。520℃时，n（N2）=n(NO)=0.2mol,利用方程式计算两个反应消耗的氨气、氧气物质的量以及生成水的量，可以计算平衡时氨气与氧气的量，根据平衡常数K=c2（N2）×c6（H2O）/c4(NH3) ×c3(O2)进行计算。
（3）①阳极区失电子生成S2O42-；②结合NO—NH4+-5e-进行计算。
①在同一温度下，对于同一个反应，化学平衡常数相等，因此R点平衡常数与P点平衡常数相等，因此根据题给信息可知，水蒸气的量为2mol, c(H2O)=1mol/L,一氧化碳的量为1 mol，c(CO)=0.5mol/L,一氧化碳的转化率为50%，结合CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)反应可知，剩余c(CO)=0.5-0.5×50%=0.25 mol/L, c(H2O)=1-0.5×50%=0.75 mol/L,生成c(CO2)=0.25 mol/L, c(H2)= 0.25 mol/L, P点平衡常数K=[0.25×0.25]/[0.25×0.75]=1/3；R点平衡常数K=1/3；正确答案：1/3。
②两种物质参加反应，在其它条件一定时，增加水蒸气的浓度，一氧化碳的转化率增大；从图像可以知道，提高氢碳比[n(H2O)/n(CO)]有利于提高CO的转化率；因此X曲线中氢碳比大于2.0；正确答案：>；在其它条件一定时，提高氢碳比[n(H2O)/n(CO)]有利于提高CO的转化率。
③从图像可知，升高温度，CO的转化率减小，因此CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，△H<0，A．使用高效催化剂，只能改变反应速率，对平衡移动无影响，CO平衡转化率不变，A错误；B．温度、体积不变，通入He气体使体系的压强增大，总压增大分压不变，对该平衡无影响，CO平衡转化率不变，B错误；C．该反应△H<0，降低反应温度，平衡右移，CO平衡转化率增大，C正确；D．投料比不变，增加反应物的浓度，相当于增大压强，由于反应前后气体的总量不变，所以平衡不移动，平衡转化率不变，D错误；正确选项C。
(2) 根据图像，在高温时，一氧化氮的量远大于氮气的量， 故该催化剂在高温时选择反应I；根据图像可知，520℃时，n（N2）=n(NO)=0.2mol,二者变化的浓度均为c（N2）=c(NO)=0.2 mol/L，根据反应方程式进行如下计算：
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
变化量 0.4 0.3 0.2 0.6
4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)
变化量 0.2 0.25 0.2 0.3
所以平衡时，c(NH3)=1-0.2-0.4=0.4mol/L，c(O2)=2-0.3-0.25=1.45 mol/L，c(N2)=0.2 mol/L， c(H2O)=0.3+0.6=0.9 mol/L；因此4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K==c2（N2）×c6（H2O）/c4(NH3) ×c3(O2)=
；正确答案：I；。
（3）①阴极应该是将SO32-得电子转化为S2O42-，即将+4价S转化为+3价的S，所以2个 SO32-得2个电子转化为1个S2O42-，反应物中再补充氢离子，生成物补充水分子，根据原子个数守恒和电荷守恒配平得到：2SO32—+4H++2e—=S2O42—+2H2O ；正确答案：2SO32—+4H++2e—=S2O42—+2H2O。
②NO吸收转化后的主要产物为NH4+，即N的化合价由+2降低为-3，所以1个NO得到5个电子，即NO的物质的量是转移电子的物质的量的0.2mol，当转移0.3mole-时反应的NO为0.06mol，体积为1344 mL;正确答案：1344。
