《2025年同步练习册人民教育出版社高中化学选择性必修第一册人教版B山东专版》

19. （14 分）硫酸是重要的化工材料，二氧化硫生成三氧化硫是工业制硫酸的重要反应之一。
（1）将$0.05 mol SO_{2}(g)$和$0.03 mol O_{2}(g)$通入容积为$1 L$的密闭容器中发生反应：$2SO_{2}(g) + O_{2}(g)\rightleftharpoons 2SO_{3}(g)$。在一定条件下达到平衡，测得$c(SO_{3}) = 0.04 mol· L^{-1}$。
①从平衡角度分析，采用过量$O_{2}$的目的是提高二氧化硫的转化率。
②对于气相反应，用某组分$(B)$平衡分压$(p_{B})$代替其物质的量浓度$(c_{B})$也可以表示平衡常数(记作$K_{p}$)，已知$B$的平衡分压$=$总压$×$平衡时$B$的物质的量分数，则该温度下$K_{p} =$96/p₀(平衡时的总压用$p_{0}$表示)。
③已知：$K(300^{\circ}C) ＞ K(350^{\circ}C)$，该反应是放热(填“吸热”或“放热”)反应。若升高温度，则$SO_{2}$的转化率减小(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)某温度下，$SO_{2}$的平衡转化率$(\alpha)$与体系总压强$(p)$的关系如图 1。平衡状态由$A$变到$B$时，平衡常数$K(A)$=(填“$＞$”“$＜$”或“$=$”)$K(B)$。
（3）如图 2 所示，保持温度不变，将$2 mol SO_{2}$和$1 mol O_{2}$加入甲容器中，将$4 mol SO_{3}$加入乙容器中，隔板$K$不能移动。此时控制活塞$P$，使乙的容积为甲的$2$倍。
①若移动活塞$P$，使乙的容积和甲相等，达到平衡时，$SO_{3}$的体积分数：甲______（填“$＜$”“$＞$”或“$=$”，下同）乙。
②若保持乙中压强不变，向甲、乙容器中通入等质量的氦气，达到新平衡时，$SO_{3}$的体积分数：甲＞乙。

答案： 19.答案
(1)①提高二氧化硫的转化率 ②96/p₀
③放热 减小
(2)=
(3)①＜ ②＞
解析
(1)②若用某组分的平衡分压代替其物质的量浓度，可得 Kₚ=p²(SO₃)/p²(SO₂)·p(O₂)；在一定条件下达到平衡，测得 c(SO₃)=0.04 mol·L⁻¹，列出三段式，容器的容积为 1 L，
2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)
起始/(mol·L⁻¹) 0.05 0.03 0
转化/(mol·L⁻¹) 0.04 0.02 0.04
平衡/(mol·L⁻¹) 0.01 0.01 0.04
则 Kₚ=p²(SO₃)/p²(SO₂)·p(O₂)=(4/6 p₀)²/(1/6 p₀)²·(1/6 p₀)=96/p₀。

20. （14 分）对以$NO_{x}$为主要成分的雾霾进行综合治理是当前重要的研究课题。
（1）已知：①$N_{2}(g) + O_{2}(g) = 2NO(g)$ $\Delta H = a kJ· mol^{-1}$
②$C(s) + O_{2}(g) = CO_{2}(g)$ $\Delta H = b kJ· mol^{-1}$
③$2C(s) + O_{2}(g) = 2CO(g)$ $\Delta H = c kJ· mol^{-1}$
则④$2NO(g) + 2CO(g)\rightleftharpoons N_{2}(g) + 2CO_{2}(g)$ $\Delta H =$2b−a−c(用含$a$、$b$、$c$的代数式表示)$kJ· mol^{-1}$。
（2）$NO$和$CO$均为汽车尾气的成分，在催化转换器中两者可发生上述反应④减少尾气污染。
①已知该反应为自发反应，则该反应的反应热$\Delta H$＜(填“$＞$”“$＜$”或“$=$”)$0$。
②在$500^{\circ}C$时，向恒容密闭容器中通入$1 mol$的$NO$和$1 mol$的$CO$进行反应时，下列描述能说明反应达到平衡状态的是CE(填字母)。
A. 体系中$NO$、$CO$的浓度相等
B. 单位时间内消耗$n mol NO$的同时消耗$n mol$的$N_{2}$
C. $v(CO)_{正} = 2v(N_{2})_{逆}$
D. 体系中混合气体密度不变
E. 混合气体的平均相对分子质量不变
③向$1 L$密闭容器中通入$1 mol NO$和$1 mol CO$气体，在不同温度下反应达到平衡时，$NO$的平衡转化率随压强变化的曲线如图所示。

$T_{1}$＞(填“$＞$”或“$＜$”)$T_{2}$，反应经过$5 min$达到平衡$M$，该反应的化学平衡常数表达式为$K =$c(N₂)·c²(CO₂)/c²(NO)·c²(CO)，平衡时混合气体中$CO$的体积分数为23.53%(结果保留两位小数)。
（3）某研究小组探究催化剂Ⅰ、Ⅱ对$CO$、$NO$转化的影响。将$CO$和$NO$以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中$N_{2}$的含量，从而确定尾气脱氮率（即$NO$的转化率），结果如图所示。

①由图可知，要达到最大脱氮率，该反应应采取的最佳实验条件为______。
②温度低于$200^{\circ}C$时，图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高变化不大的主要原因是______。

答案： 20.答案
(1)2b−a−c
(2)①＜ ②CE ③＞
c(N₂)·c²(CO₂)/c²(NO)·c²(CO)=23.53%
(3)①催化剂Ⅱ、450 ℃
②温度较低时，催化剂的活性偏低
解析
(2)③该反应为放热反应，温度升高，NO 的平衡转化率减小，则 T₁＞T₂；M 点 NO 的平衡转化率为60%，列出三段式，
2CO(g)+2NO(g)=N₂(g)+2CO₂(g)
起始/mol 1 1 0 0
转化/mol 0.6 0.6 0.3 0.6
平衡/mol 0.4 0.4 0.3 0.6
该反应的化学平衡常数 K=c(N₂)·c²(CO₂)/c²(NO)·c²(CO)；平衡时混合气体中 CO 的体积分数为0.4 mol/0.4 mol+0.4 mol+0.3 mol+0.6 mol×100%≈23.53%。
(3)由图像可知，在催化剂Ⅱ、450 ℃条件下达到最大脱氮率；温度较低时，催化剂的活性偏低，反应速率小，所以温度低于200 ℃时，脱氮率随温度升高变化不大。