Question

【题目】CO、CO2是火力发电厂释放出的主要尾气，为减少对环境造成的影响，发电厂试图采用以下方法将其资源化利用，重新获得燃料或重要工业产品。

（1）CO 与Cl2在催化剂的作用下合成光气(COCl2)。某温度下，向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl2,在催化剂的作用下发生反应：CO(g)+Cl2(g)COCl2(g) ;△H=akJ/mol 反应过程中测定的部分数据如下表：

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

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

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

③已知X、L可分别代表温度或压强，下图表示L一定时，CO的转化率随X的变化关系。

X代表的物理量是___________；a_______0 (填“>”，“=”，“<”)。

（2）在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体：2CO(g) +2NO(g)2CO2(g) +N2(g);△H=-748kJ·mol-1

①一定条件下，单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示。温度高于710K时，随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是________________________________________________。

②已知： 测定空气中NO和CO含量常用的方法有两种：

方法1：电化学气敏传感器法。其中CO 传感器的工作原理如图2 所示，则工作电极的反应式为____________。

方法2：氧化还原滴定法。用H2O2溶液吸收尾气、将氮氧化物转化为强酸,用酸碱中和滴定法测定强酸依度。写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式：____________。

Answer 1

【答案】 0.05 = 5 温度 < 温度升高到710K时，反应达到平衡状态，由于该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，氮氧化物转化率降低 CO-2e-+H2O=CO2+2H+ 2NO+3H2O2=2NO3-+2H2O+2H+

【解析】（1）.①.由表中数据可知1~2min末时，△n(CO)=0.9mol0.8mol=0.1mol，由方程式可知△n(COCl2)=△n(CO)=0.1mol，则v(COCl2)=0.1mol÷2L÷1min=0.05mol/(L.min)，故答案为：0.05；

②.在4min时，反应的氯气为0.6mol0.2mol=0.4mol，由方程式可知参加反应的CO为0.4mol，故4min时CO为1.2mol0.4mol=0.8mol，与2min时CO的物质的量相等，则2min~4min间该反应处于平衡状态，vCl2正＝vCO逆；由方程式可知，平衡时生成COCl2 0.4mol，该温度下平衡常数K=c(COCl2)/c(CO)×c(Cl2)= =5，故答案为：=；5；

③. CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)的正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，CO转化率增大，而图中随X增大时，CO的平衡转化率降低，平衡逆向移动，则X为温度，升高温度平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，则a<0，故答案为：温度；<；

（2）. ①. 由反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-748kJ·mol-1可知，该反应为放热反应，当温度升高到710K时，反应达到平衡状态，由于该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氮氧化物转化率降低，故答案为：温度升高到710K时，反应达到平衡状态，由于该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氮氧化物转化率降低；

②. 方法1：据图可知，该装置是原电池装置，通入的CO生成CO2，碳元素的化合价升高发生氧化反应，则通入CO的电极是负极，在负极上CO失电子发生氧化反应，电极反应式为：CO2e+H2O═CO2+2H+，故答案为：CO2e+H2O═CO2+2H+；

方法2：NO被H2O2溶液氧化成强酸硝酸，双氧水被还原成水，则反应的离子方程式为：2NO+3H2O2═2NO3+2H2O+2H+，故答案为：2NO+3H2O2═2NO3+2H2O+2H+。