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） ΔH =a kJ/mol反應過程中測定的部分數據如下表:

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 =_______L/ mol。

③已知X、L可分別代表溫度或壓強，如圖表示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） ΔH=－748 kJ·mol-1

①一定條件下，單位時間內不同溫度下測定的NO轉化率如圖1所示。溫度高于710K時，隨溫度的升高NO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2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）一定條件下，將CO和H2充入2L密閉容器中反應，可生成甲醚(CH3OCH3)。

4H2(g)＋2CO(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H＜0

下列能判斷反應達到平衡的是_______________。

A．υ(H2)＝2υ(CO) B．容器內的壓強不變

C．混合氣體的密度不變 D．混合氣體的平均相對分子質量不變

E．甲醚的濃度保持不變

Answer 1

【答案】 0.1 = 5 溫度 < 溫度升高到710K時，反應達到平衡狀態，由于該反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，氮氧化物轉化率降低 CO-2e－+H2O＝CO2+2H+ 2NO+3H2O2＝2NO3－+2H2O+2H+ BDE

【解析】（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）；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；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；（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；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+；（3）A．υ(H2)＝2υ(CO)沒有注明反應速率的方向，不一定處于平衡狀態，A錯誤；B．正反應體積減小，因此容器內的壓強不變說明反應處于平衡狀態，B正確；C．密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，因此混合氣體的密度不變不一定處于平衡狀態，C錯誤；D．混合氣的平均相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，質量不變，但物質的量是變化的，所以混合氣體的平均相對分子質量不變說明處于平衡狀態，D正確；Ｅ．甲醚的濃度保持不變說明反應處于平衡狀態，E正確，答案選BDE。