2026版高考化学一轮复习第11章微题型117　脱硫、脱硝反应条件的优化(一)

微题型117脱硫、脱硝反应条件的优化(一)1.(2025·四川绵阳高三上阶段练习)汽车尾气中的NO和CO可以在三元催化器作用下转化为N2和CO2。已知：反应1：CO(g)+12O2(g)=CO2(g)ΔH1=-283.0kJ·mol反应2：N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH2=+180.0kJ·mol-1反应3：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH3(1)计算ΔH3=kJ·mol-1。分析反应3自发进行可能性为(填字母)。

A.自发 B.非自发C.高温自发 D.低温自发已知反应3的净反应速率v=v正-v逆=k正·c2(CO)·c2(NO)-k逆·c2(CO2)·c(N2)，其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数(只与温度有关)。若改变温度后k正k逆增大，则改变的条件为(填“升高”或“降低”(2)经研究发现，反应3需要CO和NO经吸附后在催化剂表面活性中心进行。向2L恒容密闭体系中加入1molCO、一定量的某种催化剂，并按不同起始投料比m发生反应3，CO的平衡转化率与温度、起始投料比m的关系如图1所示。[图中起始投料比m=n(NO)①图中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc相对大小关系是。

②随着温度的升高，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为。

(3)恒压密闭容器中充入2molCO和2molNO，在不同催化剂(甲、乙)作用下发生反应3，测得相同时间内NO的转化率如图2所示。①图中a、b、c、d四点所对应的状态中一定未达平衡状态的有(填字母)，曲线cd变化趋势的原因是。

②一定温度下，若容器压强保持为p0，初始充入等物质的量的CO和NO，平衡时NO转化率为80%，则该温度下平衡常数Kp=(用含p0的式子表示)。

答案(1)-746D降低(2)①Ka>Kb=Kc②温度较高时，温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡的影响(3)①acd温度高于400℃，催化剂乙活性降低或失活，反应速率降低②256解析(1)根据盖斯定律，2×反应1-反应2可得：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH3=(-283×2-180)kJ·mol-1=-746kJ·mol-1；反应3的ΔH和ΔS均小于零，故在低温下能自发进行；可逆反应达到平衡时，v正=v逆，即k正·c2(CO)·c2(NO)=k逆·c2(CO2)·c(N2)，则K=k正k逆=c2(CO2)·c(N2)c2(CO)·c2(NO)，对于放热反应2NO((2)①已知温度不变，同一反应的化学平衡常数不变，由图1可知，Ta<Tb=Tc，该反应正反应是一个放热反应，则a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc相对大小关系是Ka>Kb=Kc。(3)①由于该反应放热，温度升高，NO平衡转化率降低，a到bNO转化率升高，故a一定未平衡，由于催化剂不能改变平衡转化率，c、d两点与催化剂甲转化率不同，因此c、d也不是平衡状态。而c到d转化率下降只能是因为速率减小，故原因可能为400℃以上时，随温度升高，催化剂乙活性减弱或失活。②2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)起始/mol1100变化/mol0.80.80.40.8平衡/mol0.20.20.40.8物质的量分数181814Kp=p04×2.(2025·上海模拟)治理大气中的H2S、SO2以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。加入固硫剂是一种有效的治理措施。生石灰是常用的固硫剂，固硫过程中涉及的部分反应如下：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的燃烧热为kJ·mol-1。

A.-566 B.-283 C.566 D.283大气中H2S能通过高温下与CO2反应进行协同转化处理。反应原理为H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)，工业中测得的产物中有S2、SO2、CO等副产物。(2)在573K下，向2L恒容密闭容器中通入2molH2S和1molCO2，反应达到平衡后水蒸气的物质的量分数为0.2。①上述条件下H2S的平衡转化率α=%。

②在上述平衡体系中再加2molCO2(g)和2molH2O(g)，通过数据说明平衡移动的方向。

(3)在不同温度下，向密闭容器甲、乙中分别充入2molH2S和1molCO2，它们分别在有水分子筛(只允许水分子透过)和无水分子筛条件下反应，测得的CO2(g)平衡转化率随温度变化关系如图所示。①两个容器中使用了水分子筛的容器是。

A.甲 B.乙 C.甲、乙中任一个②1173K以后平衡转化率变化的原因可能是。

答案(1)D(2)①30②该反应的平衡常数K=0.3×0.30.2×0.7=914，在上述平衡体系中再加2molCO2(g)和2molH2O(g)，Q=(3)①A②温度过高，H2S(g)发生分解，H2S(g)浓度减小，平衡逆向移动解析(1)由盖斯定律可知，②+12×①可得CO(g)+12O2(g)CO2(g)，ΔH=(-1004×12+219)kJ·mol-1=-283kJ·mol-1，CO的燃烧热为283kJ·mol(2)①设反应中H2S转化了xmol·L-1，根据已知条件列出“三段式”H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)起始/(mol·L-1)10.500转化/(mol·L-1)xxxx平衡/(