《2025年学霸高考黑题化学人教版》

焦炭催化还原${SO_{2}}$既可除去${SO_{2}}$，同时还可以回收硫${(S_{2})}$：${2C(s) + 2SO_{2}(g)\underset{\lower{7mu}{\Delta}}{\overset{催化剂}{⇌}}S_{2}(g) + 2CO_{2}(g)}$。一定压强下，向$1\ L$密闭容器中加入足量的焦炭、催化剂和$1\ mol\ {SO_{2}}$，测得${SO_{2}}$的生成速率与${S_{2}(g)}$的生成速率随温度的变化关系如图所示。

下列说法正确的是(B)

A.$a$点时，反应逆向进行
B.图中$a$、$b$、$c$、$d$四点，只有$c$点处于平衡状态
C.$T_{3}\ ^{\circ}C$时增大压强(压缩容器)，能增大活化分子百分数
D.该反应的$\Delta H＞0$

答案： 巩固训练2B解析：$SO_2$的生成速率代表逆反应速率，$S_2(g)$的生成速率代表正反应速率。a点时，$SO_2$的生成速率与$S_2(g)$的生成速率相等，说明$S_2(g)$的生成速率大于消耗速率，反应正向进行，A错误；平衡状态时，$SO_2$的生成速率与$S_2(g)$的生成速率之比为$2:1$，图中c点，$SO_2$的生成速率为$0.06mol· L^{-1}· min^{-1}$，相同条件下，$S_2(g)$的生成速率为$0.03mol· L^{-1}· min^{-1}$，c点处于平衡状态，a、b、d点不满足$SO_2$的生成速率与$S_2(g)$的生成速率之比为$2:1$，不是平衡状态，B正确；$T_1℃$时增大压强（压缩容器），增大了单位体积内的活化分子数，但活化分子百分数不变，C错误；升高温度平衡向吸热方向移动，c点对应温度升高到d点对应温度，$SO_2$的生成速率与$S_2(g)$的生成速率之比大于$2:1$，说明$SO_2$的生成速率大于其本身消耗速率，平衡逆向移动，即逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，$\Delta H＜0$，D错误。

${SCl_{2}}$和${O_{2}}$制备${SOCl_{2}}$的相关反应如下，$T\ ^{\circ}C$时，反应在密闭体系中达平衡时各组分摩尔分数随$\dfrac{n({SCl_{2}})}{n({O_{2}})}$的变化关系如图所示。

Ⅰ. ${SCl_{2}(g) + O_{2}(g)\xlongequal{}SO_{2}Cl_{2}(g)}$ $\Delta H_{1}＜0$
Ⅱ. ${SCl_{2}(g) + SO_{2}Cl_{2}(g)⇌2SOCl_{2}(g)}$ $\Delta H_{2}＜0$
下列说法正确的是(B)

A.曲线$L_{1}$表示${SOCl_{2}}$摩尔分数随$\dfrac{n({SCl_{2}})}{n({O_{2}})}$的变化
B.$T\ ^{\circ}C$，反应Ⅱ的平衡常数$K = 64$
C.降温达新平衡后，曲线$L_{1}$和$L_{2}$新交点可能出现在$a$处
D.$T\ ^{\circ}C$，缩小容器体积达新平衡后，$\dfrac{n({SCl_{2}})}{n({SOCl_{2}})}$的值变小

答案： 巩固训练3B解析：发生的反应Ⅰ.$SCl_2(g)+O_2(g)\rightleftharpoons SO_2Cl_2(g)\ \Delta H_1＜0$，Ⅱ.$SCl_2(g)+SO_2Cl_2(g)\rightleftharpoons2SOCl_2(g)\ \Delta H_2＜0$，反应Ⅰ完全反应，故当$\frac{n(SCl_2)}{n(O_2)} = 1$时，量最多的为$SO_2Cl_2$，$L_3$代表$SO_2Cl_2$，随着$\frac{n(SCl_2)}{n(O_2)}$增加，反应Ⅱ正向进行，曲线$L_1$代表$SCl_2$摩尔分数增加，因$SO_2Cl_2$的量不是一直增加，故$SOCl_2$摩尔分数先增加后减少，曲线$L_2$代表$SOCl_2$。根据分析可知，曲线$L_2$表示$SOCl_2$摩尔分数随$\frac{n(SCl_2)}{n(O_2)}$的变化，A错误；$T℃$时，温度不变，则$K$不变，$\frac{n(SCl_2)}{n(O_2)} = 2$时，设投放了$1molO_2$和$2molSCl_2$，反应Ⅱ反应了$amolSCl_2$，列三段式：
$SCl_2(g)+SO_2Cl_2(g)\rightleftharpoons2SOCl_2(g)$
起始(mol) 1 1 0
转化(mol) $a$ $a$ $2a$
平衡(mol) $1 - a$ $1 - a$ $2a$
根据图中给出$L_1$与$L_3$交叉点信息列式，$\frac{1 - a}{2}=0.1$，解得$a = 0.8$，$K=\frac{c^2(SOCl_2)}{c(SO_2Cl_2)c(SCl_2)}=\frac{(\frac{1.6}{V})^2}{(\frac{0.2}{V})(\frac{0.2}{V})}=64$，B正确；降温达新平衡后，反应Ⅱ正向进行，$SCl_2$摩尔分数减少，$SOCl_2$摩尔分数增加，曲线$L_1$和$L_2$新交点不可能在a处，可能出现在b处，C错误；$T℃$，缩小容器体积，压强增大，反应Ⅱ不移动，达新平衡后$\frac{n(SCl_2)}{n(SOCl_2)}$的值不变，D错误。

燃油汽车尾气中含有${NO}$和${CO}$等有毒气体，某研究小组用新型催化剂对${NO}$、${CO}$在不同条件下的催化转化进行研究，反应原理为${2NO(g) + 2CO(g)⇌ N_{2}(g) + 2CO_{2}(g)}$ $\Delta H＜0$。在密闭容器中充入$2\ mol\ {NO}$和$2\ mol\ {CO}$，平衡时${NO}$的体积分数随温度、压强的变化关系如图。

下列说法错误的是(C)

A.$c$点${CO}$的平衡转化率约为$57.1\%$
B.$a$点和$d$点的反应速率可能相同
C.若在$e$点扩大容器体积并加热，可能达到$c$点状态
D.恒温恒容条件下，向$b$点平衡体系中再充入$1\ mol\ {NO}$和$1\ mol\ {CO}$，重新达到平衡后，与$b$点状态相比，${NO}$的体积分数将减小

答案： 巩固训练4C解析：c点NO体积分数为$25\%$，设转化的NO为$amol$，列三段式：
$2NO(g)+2CO(g)\rightleftharpoons N_2(g)+2CO_2(g)$
起始(mol) 2 2 0 0
变化(mol) $a$ $a$ $0.5a$ $a$
平衡(mol) $2 - a$ $2 - a$ $0.5a$ $a$
则总物质的量为$(4 - 0.5a)mol$，$\frac{2 - a}{4 - 0.5a}×100\%=25\%$，$a=\frac{8}{7}$，则CO的平衡转化率为$\frac{\frac{8}{7}}{2}×100\%=57.1\%$，A正确；该反应为气体体积减小的放热反应，压强相同时，温度越高，平衡时NO的体积分数越大，则$T_1＞T_2$，d点温度低但压强大，a点温度高但压强小，则d点的反应速率可能等于a点，B正确；由B项分析可知，e点温度高于c，则e点加热不会达到c点，C错误；恒温恒容条件下，向b点平衡体系中再充入$1molNO$和$1molCO$，等效于对原平衡加压，重新达到平衡后，NO的体积分数减小，D正确。