Question

【題目】CO、CO2是火力發電廠釋放出的主要尾氣，為減少對環境造成的影響，發電廠試圖采用以下方法將其資源化利用，重新獲得燃料或重要工業產品．

（1）CO與Cl2在催化劑的作用下合成光氣（COCl2）．某溫度下，向2L的密閉容器中投入一定量的CO和Cl2，在催化劑的作用下發生反應：CO（g）+Cl2（g）COCl2（g）△H=a kJ/mol反應過程中測定的部分數據如下表：

t/min	n （CO）/mol	n （Cl2）/mol
0	1.20	0.60
1	0.90
2	0.80
4		0.20

①反應0～2min末的平均速率v（COCl2）= mol/（L·min）．

②在2min～4min間，v（Cl2）正 v（Cl2）逆 （填“＞”、“=”或“＜”），該溫度下K= ．

③已知X、L可分別代表溫度或壓強，圖1表示L一定時，CO的轉化率隨X的變化關系．

X代表的物理量是 ；a 0 （填“＞”，“=”，“＜”）．

（2）在催化劑作用下NO和CO轉化為無毒氣體，2CO（g）+2NO（g）2CO2（g）+N2（g）△H=﹣748kJ·mol﹣1

①一定條件下，單位時間內不同溫度下測定的氮氧化物轉化率如圖2所示．溫度高于710K時，隨溫度的升高氮氧化物轉化率降低的原因可能是 ．

②已知：測定空氣中NO和CO含量常用的方法有兩種，方法1：電化學氣敏傳感器法．其中CO傳感器的工作原理如圖3所示，則工作電極的反應式為 ；方法2：氧化還原滴定法．用H2O2溶液吸收尾氣，將氮氧化物轉化為強酸，用酸堿中和滴定法測定強酸濃度．寫出NO與H2O2溶液反應的離子方程式 ．

（3）用CO和H2可以制備甲醇，反應為CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），以甲醇為燃料，氧氣為氧化劑，KOH溶液為電解質溶液，可制成燃料電池（電極材料為惰性電極）若電解質溶液中KOH的物質的量為0.8mol，當有0.5mol甲醇參與反應時，電解質溶液中各種離子的物質的量濃度由大到小的順序是 ．

Answer 1

【答案】

（1）①0.1；②=；5；③溫度；＜；

（2）①溫度升高到710K時，單位時間內反應達平衡，該反應是放熱反應，升高溫度，平衡向左移動，轉化率降低；②CO-2e-+H2O═CO2+2H+；2NO+3H2O2═2NO3-+2H2O+2H+；

（3）c（K+）＞c（CO32-）＞c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+）。

【解析】

試題分析：（1）①由表中數據，可知0～2min內△n（CO）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，由方程式可知△c（COCl2）=△c（CO）=0.4mol，則v（COCl2）==0.1mol/（L．min），故答案為：0.1；

②4min內，反應的氯氣為0.6mol-0.2mol=0.4mol，由方程式可知參加反應的CO為0.4mol，故4min時CO為1.2mol-0.4mol=0.8mol，與2min時CO的物質的量相等，則2min、4min處于平衡狀態，在2min～4min間，v（Cl2）正 =v（Cl2）逆，由方程式可知，平衡時生成COCl2為0.4mol，該溫度下平衡常數K===5，故答案為：=；5；

③正反應為氣體體積減小的反應，增大壓強平衡正向移動，CO轉化率增大，而圖中隨X增大時，CO的平衡轉化率降低，平衡逆向移動，則X為溫度，正反應為放熱反應，故a＜0，故答案為：溫度；＜；

（2）①當溫度升高到710K時，單位時間內反應達平衡，由于該反應是放熱反應，再升高溫度，平衡向左移動，轉化率降低，故答案為：溫度升高到710K時，單位時間內反應達平衡，該反應是放熱反應，升高溫度，平衡向左移動，轉化率降低；

②該裝置是原電池，通入一氧化碳的電極是負極，負極上一氧化碳失電子發生氧化反應，電極反應式為：CO-2e-+H2O═CO2+2H+，NO被H2O2溶液氧化成強酸硝酸，雙氧水被還原成水，則反應的離子方程式2NO+3H2O2═2NO3-+2H2O+2H+，故答案為：CO-2e-+H2O═CO2+2H+；2NO+3H2O2═2NO3-+2H2O+2H+；

（3）當有0.5mol甲醇參與反應時，產生的二氧化碳是0.5mol，和0.8mol氫氧化鉀反應，根據元素守恒可以計算n （K2CO3）=0.3mol，n （KHCO3）=0.2mol，二者的水溶液均為堿性，所以c（K+）＞c（CO32-）＞c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+），故答案為：c（K+）＞c（CO32-）＞c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+）。