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2.4 化学反应的调控
题组一 工业上合成氨
1（2021·内蒙古·包头市第四中学高二期中）工业合成氨的反应为：
，该反应在一定条件下的密闭容器中进行。下列说法正确的是
A．达到平衡时，反应速率：
B．当 、 、 的浓度比为1：3：2时，说明反应达到平衡
C．使用催化剂可同时加快正、逆反应速率，提高生产效率
D．若在密闭容器加入1 mol 和过量的 充分反应，放出热量92.4 kJ
【答案】C
【解析】A．化学平衡是动态平衡，达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，但不等于0，故A错误；
B．N、H、NH 的浓度之比为1：3：2不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故B
2 2 3
错误；
C．合成氨反应使用催化剂，可同时加快正、逆反应速率，可提高单位时间内氨气的产率，提高生产效率，
故C正确；
D．合成氨反应是可逆反应，可逆反应不可能完全反应，则在密闭容器加入1 mol氮气和过量的氢气充分反
应，反应放出热量小于92.4 kJ，故D错误；
故选C。
2．工业上利用反应 合成氨。一定条件下，该反应体系中 的浓度随时间的变
化关系如图所示：5h后，下列有关描述中，不正确的是
A． 的浓度不再发生变化 B．正、逆反应速率均为零
C．反应处于动态平衡 D．反应达到限度
【答案】B
【解析】A．由图示可知，5h后，反应达到平衡状态，各物质浓度不变， 的浓度不再发生变化，A正
确；
B．可逆反应的平衡状态为动态平衡，平衡时正逆反应速率相等，但不等于零，B错误；
C．可逆反应的平衡状态为动态平衡，平衡时正逆反应速率相等，C正确；
D．当可逆反应达到平衡状态时，反应达到限度，D正确；
答案选B。
3．工业上利用反应 合成氨。该反应为放热反应，下列有关描述中，不正确的是
A．反应中断裂 的化学键要吸收能量 B．反应中形成 的化学键要释放能量
C．反应物的总能量比生成物的高 D．化合反应都是放热反应
【答案】D
【解析】A．旧键断裂吸收能量，则反应中断裂 的化学键要吸收能量，A正确；
B．新键形成释放能量，反应中形成 的化学键要释放能量，B正确；
C．该反应为放热反应，则反应物的总能量比生成物的高，C正确；
D．化合反应不一定是放热反应，如CO 和C的化合反应，是吸热反应，D错误；
2
故选：D。
4．工业合成氨反应为： ，该反应若在密闭容器中进行，下列有关说法正确的是
A．减压可以提高NH 产量
3
B．使用催化剂可加快反应速率
C．升高温度可以实现N 的完全转化
2
D．平衡时NH 的物质的量是N 的两倍
3 2
【答案】B
【解析】A．减小压强，平衡向气体系数和增大的方向移动，减小压强 平衡逆向移动，所以减压可以降低NH 产量，故A错误；
3
B．催化剂能降低反应活化能，提高反应速率，使用催化剂可加快 反应速率，故
B正确；
C． 是可逆反应，可逆反应中反应物不可能完全转化为生成物，故C错误；
D． 平衡时各物质浓度不变，但NH 的物质的量不一定是N 的两倍，故D错误；
3 2
选B。
5．（2022·云南·昆明一中高二期末）合成氨反应为：N(g)+3H(g) 2NH (g) H=-92.4kJ·mol-1。下
2 2 3
△
列说法正确的是
A．合成氨反应在任何温度下都能自发
B．1molN 与过量H 充分反应放热92.4kJ
2 2
C．合成氨实际生产中选择高压和低温
D．将氨液化分离，可促进平衡正移及循环利用氮气和氢气
【答案】D
【解析】A．合成氨时放热且熵减的反应，根据∆G=∆H-T∆S＜0能自发可知，该反应低温下能自发，A错
误；
B．该反应为可逆反应，不能完全进行，因此1molN 与过量H 充分反应放热小于92.4kJ，B错误；
2 2
C．为了加快反应速率，实际生产中选择高压(10-20MPa)和高温(400℃-500℃)，C错误；
D．氨气易液化，液化分离后生成物减少，平衡正向移动，没有液化的H 和N 可以继续放入反应器中反应，
2 2
循环利用，D正确；
故选D。
6．完成下列问题。
(1)工业合成氨的反应为 。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol
和1.60mol ，反应在一定条件下达到平衡时， 的物质的量分数( 的物质的量与反应体系中总
的物质的量之比)为 ，试计算：①该条件下 平衡转化率为_______， 的物质的量分数为_______(小数点后保留一位)。
②该条件下 的平衡转化率_______(小数点后保留一位)。
③该条件下反应 的平衡常数为_______。
(2)已知：H—H键的键能为 ，H—N键的键能为 ， 键的键能为 ，
则 与 反应生成 的热化学方程式为_______。
(3)已知 。蒸发1mol 需要吸收的能量为44kJ，
其他相关数据如下表所示：
1mol分子中的化学键断裂时需
a b z d
要吸收的能量/kJ
表中z的大小用x、a、b、d表示为_______。
(4)常温常压下，1.5g火箭燃料二甲基肼( )完全燃烧放出50kJ热量，则二甲基肼的燃
烧热为_______。
【答案】(1) 75% 28.6% 66.7% 0.005
(2)
(3)
(4)
【解析】（1）由三段式可知： 达到平衡时， 的物质的量分数(
的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为 ，则 ，x=0.4mol；①该条件下 平衡转化率为 ， 的物质的量分数为 。②该条件下
的平衡转化率 。③反应后氮气、氢气、氨气的物质的浓度分别为
、 、 ，则该条件下反应
的平衡常数为 ，反应 的平
衡常数为 ；
（2）反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和；则 与 反应生成 的热化学方程式：
；
（3）蒸发1mol 需要吸收的能量为44kJ，则蒸发6mol 需要吸收的能量为264kJ，反应焓变=
反应物键能总和-生成物键能总和；则-x+264=4a+5b-4z-6d，z= ；
（4）燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；1.5g
的物质的量为 ，则1mol 完全燃烧放出
。
7.某学习小组在实验室用 和 模拟工业合成氨。某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入
和 ，一段时间后反应达到平衡状态。
(1)已知在该条件下， 与 反应生成 ，每转移 电子放出 的热量，则该反应的热化学方
程式为_______。
(2)一定条件下，能说明该反应达到平衡状态的是_______(填标号)。A． 的物质的量不再改变 B．反应停止进行
C． 、 和 的反应速率之比为1∶3∶2 D．混合气体总压强不再改变
(3)反应过程中的实验数据如下表所示：
0 1 2 4 6
0 0.24 0.36 0.40 0.40
① 内用 表示的平均反应速率为_______。
②平衡时 的物质的量浓度为_______。
【答案】(1)
(2)AD
(3)
【解析】（1） 与 反应生成 ，每转移 电子生成1molNH ，即生成1mol NH 放出 的
3 3
热量，则该反应的热化学方程式为 。
（2）A．反应达到平衡状态，各物质浓度不再改变， 的物质的量不再改变，说明反应达到平衡状态，
故选A； B．反应达到平衡状态，正逆反应速率相等但不等于0，反应没有停止，故B错误；C．任意
时刻，反应速率比等于系数比， 、 和 的反应速率之比为1∶3∶2，反应不一定平衡，故不选
C；D．反应前后气体总物质的量不同，容器体积不变，压强是变量，混合气体总压强不再改变，反应一定
达到平衡状态，故选D；选AD。
（3）① 内生成0.4molNH ，则消耗0.2molN，用 表示的平均反应速率为
3 2
。②平衡时生成0.4molNH ，则消耗0.6molH， 的物质的量浓度为
3 2
。
8．氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：(1)工业合成氨的反应N(g)+3H(g) 2NH (g)是一个可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适
2 2 3
的催化剂。已知断裂1mol相应化学键需要的能量如下：
化学
H-H N-H N≡N
键
能量 436kJ 391kJ 946kJ
若反应生成lmolNH (g)，可_______(填“吸收”或“放出”)热量_______kJ；实验室模拟工业合成氨时，
3
在容积为2L的密闭容器内，反应经过10分钟后，生成10mol氨气，则用氮气表示的化学反应速率是
_______mol·L-1·min-1。
(2)汽车尾气中含有的NO是造成城市空气污染的主要因素之一，通过NO传感器可监测汽车尾气中NO含
量，其工作原理如图所示：
NiO电极为_______(填“正极”或“负极”)。Pt电极上发生的电极反应式为_______。当电路中有1mol电
子发生转移时，消耗NO的体积为_______L(标准状况下)。
(3)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应2CO+2NO N+2CO 。为验证温度和催化剂的比表面积对
2 2
化学反应速率的影响规律，某同学设计了如下三组实验。
实验编
T(°C) NO初始浓度(mol/L) CO初始浓度(mol/L) 催化剂的比表面积(m2/g)
号
I 280 1.20×10-3 5.80×10-3 82
II 280 1.20×10-3 b 124
III 350 a 5.80×10-3 82
①a=_______。
②能验证温度对化学反应速率影响规律的实验是_______(填实验编号)。
③恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填序号)。
a.容器内的压强保持不变
b.容器内各气体的物质的量之比为2：2：1：2c.v (CO)=v (NO)
逆 2 正
d.容器内混合气体密度不再改变
【答案】(1) 放出 46 0.25
(2) 负极 11.2
(3) 1.20×10-3 I、III bd
【解析】（1）焓变=反应物总键能-生成物总键能，N(g)+3H(g) 2NH (g)
2 2 3
，则生成1molNH 放出46KJ的能量；在容积为2L的密闭容器内，反
3
应经过10分钟后，生成10mol氨气，则反应消耗5molN ，则用氮气表示的化学反应速率是
2
mol·L-1·min-1。
（2）根据图示，NiO电极NO生成NO ，N元素化合价升高，发生氧化反应，NiO电极为负极。氧气在Pt
2
电极得电子生成氧离子，电极反应式为 。负极反应为 ，当电路中有1mol
电子发生转移时，消耗0.5molNO，标准状况下的体积为11.2L。
（3）①验证温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，根据控制变量法，反应物浓度必须相
等，所以a=1.20×10-3。②根据“控制变量法”，能验证温度对化学反应速率影响规律的实验，只能温度是
变量，所以I、III是能验证温度对化学反应速率影响规律。③a．反应前后气体系数和不同，压强是变量，
容器内的压强保持不变，反应一定达到平衡状态，故a不符题意；B．反应达到平衡状态，各物质浓度不
变，容器内各气体的物质的量之比为2：2：1：2，不能判断是否发生改变，反应不一定平衡，故b符合题
意；C．反应达到平衡状态，正逆反应速率比等于系数比，v (CO)=v (NO)一定达到平衡状态，故c不符
逆 2 正
题意；D．反应前后气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，若容器内混合气体密度不再改变，反
应不一定达到平衡状态，故d符合题意；选bd。
9．（2022·辽宁·营口市第二高级中学）合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也
产生了重大影响。合成氨工业中原料气N 可以从空气中分离得到，H 可用甲烷或焦炭与水蒸气反应制得。
2 2
(1)在三个相同容器中各充入1mol N 和3mol H，在不同条件下反应达到平衡，氨的体积分数随时间变化的
2 2
曲线如图所示。下列说法中正确的是_______(填字母)。A．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且p>p
2 1
B．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且p>p
1 2
C．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T>T
1 2
D．图Ⅱ可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响，且催化剂性能1>2
(2)将水蒸气通过红热的焦炭即产生水煤气，热化学方程式为C(s)+HO(g)=H (g)+CO(g)
2 2
ΔH=+131.3kJ·mol-1，ΔS=+133.7J·mol-1·K-1。该反应在常温(298K)下_______(填“能”或“不能”)自发进行。
(3)在一个容积为2L的密闭容器中，通入0.8mol A 气体和0.6mol B 气体，一定条件下发生如下反应：
2 2
A(g)+B (g) 2AB(g) ΔH<0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是
2 2
_______
A．图中a点的值为0.15
B．该反应的平衡常数K=0.03
C．升高温度，平衡常数K减小
D．平衡时A 的转化率为62.5%
2
(4)从能量的变化和反应的快慢等角度探究反应：2H+O 2HO。已知该反应为放热反应，下图能正确
2 2 2
表示该反应中能量变化的是_______(填“A”或“B”)。从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。化学键的键能如下表：
化学键 H—H O=O H-O
键能/(kJ·mol-1) 436 496 463
则生成1mol水可以放出热量_______kJ。
(5)以下反应：①木炭与水制备水煤气；②氯酸钾分解；③炸药爆炸；④酸与碱的中和反应；⑤生石灰与水
作用制熟石灰；⑥Ba(OH) ·8H O与NH Cl反应。其中属于放热反应的有_______(填序号)。
2 2 4
【答案】(1)D
(2)不能
(3)B
(4) A 242
(5)②③④⑤
【解析】(1)A.根据先拐先平数值大知压强：p＞p，增大压强平衡正向移动导致氨气体积分数增大，图像
2 1
不符合，故A错误；
B.根据先拐先平数值大知压强：p＞p，增大压强平衡正向移动导致氨气体积分数增大，图像不符合，故B
1 2
错误；
C.根据先拐先平数值大知温度：T＞T，升高温度平衡逆向进行，氨气体积分数减小，图像不符合，故C
1 2
错误；
D.催化剂只改变化学反应速率不影响平衡移动，所以只改变反应达到平衡时间不改变氨气体积分数，图像
符合，故D正确；
答案选D；
(2)如果△G= H-T S＜0，反应能自发进行，该反应在常温(298K)下△G= H-T S=131.3kJ/
mol-298×133△.7J/mo△l=91457.4J/mol＞0，不能自发进行； △ △
(3)A.当AB的浓度改变0.5 mol•L-1，由方程式知，A 的浓度改变为0.25mol•L-1，所以a=(0.4-
2
0.25)mol•L-1=0.15mol•L-1，即图中a点的值为0.15，A正确；
B.当AB的浓度改变0.5 mol•L-1，由方程式知，B 的浓度改变为0.25mol•L-1，所以平衡时B 的浓度为=(0.3-
2 20.25)mol•L-1=0.05mol•L-1， ，B错误；
C.已知A(g)+B (g) 2AB(g) H＜0，所以温度升高，平衡逆移，平衡常数K值减小，C正确；
2 2
D.当AB的浓度改变0.5 mol•L△-1，由方程式知，A
2
的浓度改变为0.25mol•L-1，已知A
2
的初始量为
0.4mol•L-1，所以平衡时A 的转化率为0.25÷0.4=62.5%，D正确；
2
答案选B；
(4)氢气燃烧是放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，因此图像A正确；断裂1mol H-H需要吸热是
436kJ，断裂0.5mol O=O需要吸热是496kJ÷2=248kJ，形成2mol H-O需要放热是463kJ×2=926kJ，则生成
1molH O(g)可以放出热量为(926-436-248)kJ=242kJ；
2
(5)①⑥为吸热反应，②③④⑤为放热反应。
题组二 化学反应的调控
1．图1表示接触室中催化剂随温度变化图像，图2表示SO 的转化率a(SO )随温度T及压强P的变化图像。
2 2
你认为接触室中最合适的温度和压强是___________。
【答案】450℃(或400℃-500℃)、101kpa
【解析】400℃～500℃、101KPa时二氧化硫的转化率已经很高，再增大压强，会增大成本，二氧化硫转
化率提高不大，该温度下反应速率较快、催化剂活性最好，故答案为：400℃～500℃、101kpa。
2．钴具有广泛用途，其正三价化合物具有强氧化性。利用含钴废料(主要成分为Co O，还含有少量的铝
3 4
箔、LiCoO 等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如下图所示：
2(1)“碱浸”过程中，可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是__________(任写两点)。
(2)“滤液①”主要成分是__________；“操作②”的分离方法是__________。
(3)“酸溶”时，Co、Li元素的浸出率随温度的变化如图所示：
“酸溶”的适宜温度是__________；“酸溶”时有无色气体产生，该气体为__________；若用NaSO 代
2 2 3
替HO 则有两种硫酸盐生成，写出NaSO 在“酸溶”时发生的化学方程式：__________。
2 2 2 2 3
【答案】(1)升高温度、粉碎废料、适当增大NaOH溶液的浓度等(任写两点)
(2) NaAlO 萃取分液或分液
2
(3) 80℃或80℃左右 O 4Co O+Na SO+11H SO =12CoSO+Na SO +11H O
2 3 4 2 2 3 2 4 4 2 4 2
【解析】“碱浸”过程中，Co O 和LiCoO 不与碱反应存在于滤渣中，Al在碱性溶液中发生反应生成
3 4 2
NaAlO ，滤液①主要成分为NaAlO ，滤渣中加入硫酸和过氧化氢发生反应使滤渣溶解，过滤后加入有机
2 2
磷萃取，得到有机相和无机相，有机相反萃取后加入NaCO 沉钴，得到CoCO，以此解答。
2 3 3
(1)“碱浸”过程中可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是升高温度、粉碎矿石、适当增加NaOH的
浓度等，故答案为：升高温度、粉碎废料或适当增大NaOH溶液的浓度等；
(2)由分析知，滤液①主要成分为NaAlO ；操作②为萃取分液或分液，故答案为：NaAlO ；萃取分液或分
2 2
液；
(3)由图可知，当温度过高时，钴元素的浸出率降低，则酸浸的适宜温度是80℃；由分析知，“酸溶”时
HO 的作用为还原剂，则产生的气体为O；若用NaSO 代替HO，根据题意知，生成CoSO 和NaSO ，
2 2 2 2 2 3 2 2 4 2 4
结合得失电子守恒、元素守恒配平的化学方程式为4Co O+Na SO+11H SO =12CoSO+Na SO +11H O，故
3 4 2 2 3 2 4 4 2 4 2
答案为：80℃；O；4Co O+Na SO+11H SO =12CoSO+Na SO +11H O。
2 3 4 2 2 3 2 4 4 2 4 2
3．甲醇是一种重要的有机化工原料，在工业上有着重要的用途。
(1)二氧化碳催化加氢制甲醇反应的化学方程式为3H(g)+CO (g) HO(g)+CHOH(g)。在2L恒容密闭容
2 2 2 3
器中加入4molH 和1molCO 在一定条件下发生上述反应，10min时剩余1.6molH，此时CO 的转化率为
2 2 2 2
____，用CHOH表示10min内的化学反应速率为____，增加该反应中活化分子百分数的方法有____(答两
3
点)。(2)若在催化剂a或b存在下，CO 和H 能同时发生两个反应：①3H(g)+CO (g) HO(g)+CHOH(g)，
2 2 2 2 2 3
②CO(g)+H(g) CO(g)+HO(g)。在控制CO 和H 初始投料比 ，为1：2.2，相同压强下，经过
2 2 2 2 2
相同反应时间测得的实验数据如表(甲醇选择性指转化的CO 中生成甲醇的百分比)：
2
实验编号 T/K 催化剂 CO 转化率(%) 甲醇选择性(%)
2
1 543 催化剂a 12.3 42.3
2 543 催化剂b 10.9 72.7
3 553 催化剂a 15.3 39.1
4 553 催化剂b 12.0 71.6
①在相同温度下，不同的催化剂对CO 转化成CHOH的选择性有显著的影响，你认为原因是____。
2 3
②553K下，反应①在无催化剂、催化剂a和催化剂b三种情况下，活化能最小的是____。
(3)工业上常用下列反应合成甲醇：CO(g)+2H(g) CHOH(g) ΔH<0。若在450℃和1.01×106Pa时，向某
2 3
密闭容器中通入1molCO和3molH ，充分反应后CO的转化率达到95%，若其他条件相同时，改为通入
2
1molH 和1molCH OH，则CHOH的平衡转化率为_____；工业实际生产时，采用图中M点对应的反应条
2 3 3
件，而不是N点，请说明选择的理由：____。
【答案】(1) 80% 0.04mol·L-1·min-1 升高温度，采用更高效的催化剂
(2) 反应未达到平衡，不同的催化剂对反应①的催化能力不同，反应速率不同 催化剂b
(3) 5% M点温度较高，反应速率较快，CO的平衡转化率与N点相差不大，压强为常压，对设备要求
不高，更经济【解析】(1)10min时剩余1.6molH，该时间段消耗H 的物质的量为(4mol－1.6mol)=2.4mol，消耗CO 的物
2 2 2
质的量为 =0.8mol，CO 的转化率为 ×100%=80%；v(CHOH)= =0.04mol/(L·min)；升
2 3
高温度和使用更高效的催化剂，均会提高活化分子的百分数，加快反应速率；故答案为80%；0.04mol/
(L·min)；升高温度，使用更高效的催化剂；
(2)①从表格中数据分析，在相同的温度下，不同的催化剂，相同的反应时间内CO 的转化率不同，说明此
2
时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应①的催化能力不同，反应速率不同，因而对甲醇的选择性有影响；
故答案为反应未达到平衡，不同的催化剂对反应①的催化能力不同，反应速率不同；
②由实验3、4可知，4中甲醇选择性高，则相同温度下，催化剂b对CO 转化成CHOH有较高的选择性，
2 3
对应的活化能最小；故答案为催化剂b；
(3)通入1molH 和1molCH OH与通入1molCO和3molH 达到的平衡为等效平衡，正向CO的平衡转化率为
2 3 2
95%，则逆向甲醇的平衡转化率为5%。相对于N点而言，M点温度在500~600K之间，温度较高，反应速
率较快，CO的平衡转化率与N点相差不大，且常压对设备和动力要求低，更经济；故答案为5%；M点温
度较高，反应速率较快，CO的平衡转化率与N点相差不大，压强为常压，对设备要求不高，更经济。
4．近年来，我国大力加强温室气体 氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。在合适
的催化剂作用下，二氧化碳可催化加氢制甲醇。
(1)已知：①
②
则反应③ _______ 。
(2)若将物质的量之比为1∶3的 (g)和 (g)充入容积为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应③，不同压强
下 转化率随温度的变化关系如图所示。a.A、B两条曲线的压强分别为 、 ，则 _______ (填“>”、“＜”或“=”) ；
b.在曲线A的条件下，起始充入 (g)和 (g)的物质的量分别为1 mol、3 mol，且c点时K=300，则c点
对应 转化率为_______。
(3)在 MPa、原料气 、合适催化剂的条件下发生反应，温度对 转化率、
产率、 选择性的影响如图所示。已知： 选择性 。
a. 转化率随温度升高而增大的原因可能是_______；
b. 选择性随温度升高而减小的原因可能是_______；
c.写出240℃时反应①的平衡常数的表达式：_______。
(4)除调控合适的温度外，使 选择性增大的方法有_______。
【答案】(1)-49.1
(2) > 90%(3) 反应①为吸热反应，温度升高不但能加快反应速率，而且有利于该反应正向进行 反应
②(或反应③)为放热反应，而反应①为吸热反应，所以温度升高不利于 的合成，但有利于CO的生
成，所以 产率降低
(4)增大压强或使用更高效的催化剂
【解析】(1)反应③=反应①+反应②，则ΔH=ΔH+ΔH=+41.4 kJmol−1+(-90.5kJmol−1)=-49.1kJmol−1。
3 1 2
(2)a．反应③是气体体积减小的反应，同一温度下，增大压强，⋅平衡正向移动，⋅ CO
2
转化率升⋅高，则p
A
＞
p ；
B
b．在曲线A的条件下，起始充入CO(g)和H(g)的物质的量分别为1mol、3mol，则CO(g)和H(g)的起始
2 2 2 2
浓度分别为1mol/L、3mol/L，设c点时，CO 的转化浓度为x mol/L，则H、CHOH、HO的转化浓度分别
2 2 3 2
为3x mol/L、x mol/L、x mol/L，则c点时CO、H、CHOH、HO的浓度分别为(1-x)mol/L、(3-3x)mol/L、
2 2 3 2
x mol/L、x mol/L，K= =300，则 =300，解得x=0.9，则c点对
应CO 转化率为 =90%。
2
(3)a．反应①为吸热反应，温度升高不但能加快反应速率，而且有利于该反应正向进行，故CO 转化率随
2
温度升高而增大；
b．反应②(或反应③)为放热反应，而反应①为吸热反应，所以温度升高不利于CHOH的合成，但有利于
3
CO的生成，所以CHOH产率降低，CHOH选择性减小；
3 3
c．反应①的平衡常数的表达式为K= 。
(4)反应②（或反应③）是气体体积减小的反应，反应①是气体体积不变的反应，增大压强，反应①的平衡
不移动，反应②（或反应③）的平衡正向移动，CHOH产率增大，CHOH选择性增大；使用更高效的催
3 3
化剂，加快反应②（或反应③）的速率，使CHOH产率增大，从而使CHOH选择性增大；综上所述，除
3 3
调控合适的温度外，使CHOH选择性增大的方法有增大压强或使用更高效的催化剂。
3
5.某处工厂排出的烟道气中含氮氧化物(主要为NO、NO )、粉尘和少量水蒸气。课外兴趣活动小组对该工
2厂排出的烟道气进行处理，并检测其氮氧化物含量，实验装置如图：
已知：①活泼金属易形成氧化膜②形成原电池能加快反应速率③HClO的氧化性比NaClO强；
(1)氮氧化物可用碱溶液吸收。装置D中NO和NO 混合气体按一定比例被NaOH溶液完全吸收生成NaNO
2 2
和HO，写出该反应的化学方程式_______；若反应后尾气无残留，则参加反应的NO 、NO物质的量比值
2 2
为_______(填字母)。
a.≥1 b.≤1 c.任意值
(2)可使用适量酸性HO 溶液，将溶液中的NO 全部氧化为NO ，发生反应的离子方程式是_______。
2 2
(3)溶液中NO 直接排放在水体中也会造成污染，现用活泼金属将溶液中NO 转化为N，实现氮元素的脱
2
除，具体步骤如下：
步骤一、取适量(2)中HO 处理后的溶液，调节pH至中性，蒸发浓缩，得到c(NO )为0.100mol·L-1的溶液
2 2
甲。
步骤二、现量取50mL溶液甲，分别用金属铝、金属铁和铝铁合金在45℃、惰性气体氛围中对溶液乙进行
氮脱除。
步骤三、重复实验2~3次，溶液中NO 的残留情况与反应时间的关系如图所示。
①金属铝和金属铁在0~3h内，NO 的脱除效率均很低，几乎没被脱除，其可能的原因是_______。②0~3h内铝铁合金的氮脱除效率比金属铝、金属铁大得多，其可能的原因_______。
(4)气囊用来储存处理后气体，其中可能含少量NO气体，可用酸性NaClO溶液来处理。HClO氧化NO生
成NO 和Cl-，发生反应的离子方程式是_______。
(5)NaClO溶液能有效去除NO。25℃时，NO的去除率随pH的变化如图1所示(用盐酸调节pH)；pH=4时，
NO的去除率随温度的变化如图2所示。
①25℃时，随着pH降低，NO脱除率增大的原因是_______。
②pH=4时，60~80℃间NO脱除率下降的原因是_______。
【答案】(1) NO+NO +2NaOH=2NaNO +H O a
2 2 2
(2)H O+ NO = NO +H O
2 2 2
(3) 金属铁和铝表面都有一层氧化膜 铝铁合金在溶液中形成原电池，加快化学反应速率
(4)3HClO+2NO+H O=2NO +3Cl-+5H+
2
(5) pH降低，ClO-+H+=HClO，溶液中c(HClO)增大 HClO受热分解，溶液中c(HClO)减小
【解析】(1)根据信息可知，NO、NO 、NaOH溶液反应生成亚硝酸钠和水，NO中N的化合价由+2价升高
2
为+3价，NO 中N的化合价由+4价降低+3价，根据化合价升降法进行配平，该反应的化学方程式为
2
NO+NO +2NaOH=2NaNO +H O；NO 能与NaOH溶液反应2NO +2NaOH=NaNO +NaNO +H O，若反应后
2 2 2 2 2 2 3 2
尾气无残留，则参加反应的NO 、NO物质的量之比≥1∶1，选项a正确；故答案为
2
NO+NO +2NaOH=2NaNO +H O；a；
2 2 2
(2)NO 被过氧化氢氧化成NO ，过氧化氢本身被还原成HO，根据化合价升降法进行配平，得到该反应
2
的离子方程式为HO+ NO = NO +H O；故答案为HO+ NO = NO +H O；
2 2 2 2 2 2(3)①金属铝和金属铁在0～3h，NO 脱除效率较低，几乎没有被脱除，根据题中所给信息，活泼金属易形
成氧化膜，金属铝和金属铁表面有一层致密氧化薄膜，这层致密氧化薄膜阻碍反应的进行，故答案为金属
铁和铝表面都有一层氧化膜；
②铝铁合金中铝和铁的活动性不同，可以构成原电池，根据题中信息可知，形成原电池能加快反应速率；
故答案为铝铁合金在溶液中形成原电池，加快化学反应速率；
(4)HClO具有强氧化性，可将NO氧化成NO ，本身被还原成Cl-，N元素的化合价由+2价升高为+5价，
Cl元素化合价由+1降低为-1价，利用化合价升降法进行配平，反应的离子方程式为
3HClO+2NO+H O=2NO +3Cl-+5H+；故答案为3HClO+2NO+H O=2NO +3Cl-+5H+；
2 2
(5)①根据题中信息，HClO的氧化性比NaClO强， pH降低，即c(H+)增大，产生较多的HClO，氧化性增
强，NO的去除率增大；故答案为pH降低，ClO-+H+=HClO，溶液中c(HClO)增大；
②HClO受热易分解，温度太高，造成HClO分解，溶液中c(HClO)减小，去除率降低，故答案为HClO受
热分解，溶液中c(HClO)减小。倒卖拉黑，关注更新免费领取，淘宝唯一每月更新店铺:知二教育
