Question

【題目】有利于可持續發展的生態環境是全國文明城市評選的測評項目之一。

（1）已知反應 2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g） v 正=k 正·c2（NO）·c2（CO），v 逆=k 逆·c（N2）·c2（CO2）（k正、k逆為速率常數，只與溫度有關）。一定條件下進行該反應，測得 CO 的平衡轉化率與溫度、起始投料比m= 的關系如圖 1 所示。

①達到平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數________填“>”“<”或“=”）k逆增大的倍數。

②下列說法正確的是_______。

A 投料比：m1<m2<m3

B 汽車排氣管中的催化劑可提高 NO 的平衡轉化率

C 當投料比 m＝2 時，NO 轉化率比 CO 轉化率小

D 當體系中 CO2 和 CO 物質的量濃度之比保持不變時，反應達到平衡狀態

③若在 1L 的密閉容器中充入 1 molCO 和 1 mol NO，在一定溫度下達到平衡時，CO 的轉化率為 40%， 則 k 正︰k 逆=_______（填寫分數即可，不用化簡）

（2）在 2L 密閉容器中充入 2mol CO 和 1mol NO2，發生反應 4CO（g）+2NO2（g）N2（g）+4CO2（g） ΔH<0，如圖 2 為平衡時 CO2 的體積分數與溫度、 壓強的關系。

①該反應達到平衡后，為在提高反應速率同時提高 NO 的轉化率，可采 取的措施有______（填字母序號）

a 增加 CO 的濃度 b 縮小容器的體積 c 改用高效催化劑 d 升高溫度

②若在 D 點對反應容器降溫的同時縮小體積至體系壓強增大，達到的平衡狀態可能是圖中 A G 點中的______點。

（3）近年來，地下水中的氮污染已成為一個世界性的環境問題。在金屬Pt、Cu和銥（Ir）的催化作用下，密閉容器中的 H2 可高效轉化酸性溶液中的硝態氮（NO3-），其工作原理如下圖所示。若導電基體上的 Pt 顆粒增多，造成的后果是______。

Answer 1

【答案】< C D ab C 若Pt顆粒增多，NO3-更多轉化為NH4+存在溶液中，不利于降低溶液中含氮量

【解析】

(1)①據圖1所示，正反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，則k正增大的倍數＜k逆增大的倍數；
②A. 由圖象可知，溫度一定時，增大NO濃度，CO轉化率增大，即起始投料比m越大時，CO轉化率越大，所以投料比：m1＞m2＞m3，故A錯誤；
B. 催化劑只改變反應速率，不改變平衡轉化率，故B錯誤；
C. 由反應計量關系可知，反應中NO、CO的變化量相同，平衡轉化率α=×100%，所以平衡轉化率與起始量成反比，即投料比m=2時CO轉化率是NO轉化率的2倍，故C正確；
D. 反應正向移動時CO2濃度增大，CO濃度減小，即平衡移動過程中二者濃度比值會發生變化，所以當二者比值不變時說明反應達到平衡，故D正確；
故答案為：CD；
③若在 1L 的密閉容器中充入 1 mol CO 和 1 mol NO，在一定溫度下達到平衡時，CO 的轉化率為 40%，列三段式有：

達到平衡狀態時正逆反應速率相等，則k 正c2(NO)c2(CO)=k 逆c(N2)c2(CO2)，
則；
(2)①a. 增加CO的濃度平衡正向移動，NO轉化率提高，故a正確；
b. 縮小容器的體積相當于增大壓強平衡正向移動，NO轉化率提高，故b正確；
c. 改用高效催化劑，只改變化學反應速率不影響平衡移動，所以NO轉化率不變，故c錯誤；
d. 該反應焓變小于零，正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，NO轉化率降低，故d錯誤；
故選ab；
②相同壓強下降低溫度平衡正向移動，CO2體積分數增大，同一溫度下增大壓強平衡正向移動CO2體積分數增大，所以符合條件的為C；
(3)由原理的示意圖可知，若導電基體上的Pt顆粒增多，則NO3-會更多的轉化成銨根，不利于降低溶液中的含氮量。