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=akJ/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1~2min末的平均速率v(COCl2)=________mol/(L·min)。

②在2min~4min間，vCl2正_______vCO逆 (填“>”、“=”或“<”)，該溫度下K=________。

③已知X、L可分別代表溫度或壓強，下圖表示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);△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1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依度。寫出NO與H2O2溶液反應的離子方程式：____________。

Answer 1

【答案】 0.05 = 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+

【解析】（1）.①.由表中數據可知1~2min末時，△n(CO)=0.9mol0.8mol=0.1mol，由方程式可知△n(COCl2)=△n(CO)=0.1mol，則v(COCl2)=0.1mol÷2L÷1min=0.05mol/(L.min)，故答案為：0.05；

②.在4min時，反應的氯氣為0.6mol0.2mol=0.4mol，由方程式可知參加反應的CO為0.4mol，故4min時CO為1.2mol0.4mol=0.8mol，與2min時CO的物質的量相等，則2min~4min間該反應處于平衡狀態，vCl2正＝vCO逆；由方程式可知，平衡時生成COCl2 0.4mol，該溫度下平衡常數K=c(COCl2)/c(CO)×c(Cl2)= =5，故答案為：=；5；

③. CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)的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，升高溫度平衡逆向移動，說明正反應為放熱反應，則a<0，故答案為：溫度；<；

（2）. ①. 由反應2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-748kJ·mol-1可知，該反應為放熱反應，當溫度升高到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，故答案為：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；

②. 方法1：據圖可知，該裝置是原電池裝置，通入的CO生成CO2，碳元素的化合價升高發生氧化反應，則通入CO的電極是負極，在負極上CO失電子發生氧化反應，電極反應式為：CO2e+H2O═CO2+2H+，故答案為：CO2e+H2O═CO2+2H+；

方法2：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為：2NO+3H2O2═2NO3+2H2O+2H+，故答案為：2NO+3H2O2═2NO3+2H2O+2H+。