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） ΔH =a kJ/mol反应过程中测定的部分数据如下表:

①反应0～2min末的平均速率v（COCl2）=_______mol/（L·min）。

②在2min～4min间，v（Cl2）正______v（Cl2）逆 （填“>”、“=”或“<”）， 该温度下K =_______L/ mol。

③已知X、L可分别代表温度或压强，如图表示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） ΔH=－748 kJ·mol-1

①一定条件下，单位时间内不同温度下测定的NO转化率如图1所示。温度高于710K时，随温度的升高NO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浓度。写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式______________________。

（3）一定条件下，将CO和H2充入2L密闭容器中反应，可生成甲醚(CH3OCH3)。

4H2(g)＋2CO(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H＜0

下列能判断反应达到平衡的是_______________。

A．υ(H2)＝2υ(CO) B．容器内的压强不变

C．混合气体的密度不变 D．混合气体的平均相对分子质量不变

E．甲醚的浓度保持不变

Answer 1

【答案】 0.1 = 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+ BDE

【解析】（1）①由表中数据，可知0～2min内△n（CO）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，由方程式可知△c（COCl2）=△c（CO）=0.4mol，则v（COCl2）==0.1mol/（L．min）；②4min内，反应的氯气为0.6mol-0.2mol=0.4mol，由方程式可知参加反应的CO为0.4mol，故4min时CO为1.2mol-0.4mol=0.8mol，与2min时CO的物质的量相等，则2min、4min处于平衡状态，在2min～4min间，v（Cl2）正 =v（Cl2）逆，由方程式可知，平衡时生成COCl2为0.4mol，该温度下平衡常数K===5；③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，正反应为放热反应，故a＜0；（2）①当温度升高到710K时，单位时间内反应达平衡，由于该反应是放热反应，再升高温度，平衡向左移动，转化率降低；②该装置是原电池，通入一氧化碳的电极是负极，负极上一氧化碳失电子发生氧化反应，电极反应式为：CO-2e-+H2O＝CO2+2H+，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2NO+3H2O2＝2NO3-+2H2O+2H+；（3）A．υ(H2)＝2υ(CO)没有注明反应速率的方向，不一定处于平衡状态，A错误；B．正反应体积减小，因此容器内的压强不变说明反应处于平衡状态，B正确；C．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此混合气体的密度不变不一定处于平衡状态，C错误；D．混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以混合气体的平均相对分子质量不变说明处于平衡状态，D正确；Ｅ．甲醚的浓度保持不变说明反应处于平衡状态，E正确，答案选BDE。