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=a kJ/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0～2min末的平均速率v（COCl2）=mol/（Lmin）．
②在2min～4min间，v（Cl2）正 v（Cl2）逆 （填“＞”、“=”或“＜”），该温度下K=
③已知X、L可分别代表温度或压强，图1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；a0 （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=﹣748kJmol﹣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2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3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）用CO和H2可以制备甲醇，反应为CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池（电极材料为惰性电极）若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8mol，当有0.5mol甲醇参与反应时，电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是

Answer 1

【答案】
（1）0.1；=；5；温度；＜
（2）温度升高到710K时，单位时间内反应达平衡，该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，转化率降低；CO﹣2e﹣+H2O═CO2+2H+；2NO+3H2O2═2NO3﹣+2H2O+2H+
（3）C（K+）＞C（CO32﹣）＞C（HCO3﹣）＞C（OH﹣）＞C（H+）
【解析】解：（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），
所以答案是：0.1；
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，
所以答案是：=；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，
所以答案是：温度；＜；
（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，
所以答案是：温度升高到710K时，单位时间内反应达平衡，该反应是放热反应，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+ ，
所以答案是：CO﹣2e﹣+H2O═CO2+2H+；2NO+3H2O2═2NO3﹣+2H2O+2H+；
（3.）当有0.5mol甲醇参与反应时，产生的二氧化碳是0.5mol，和0.8mol氢氧化钾反应，根据元素守恒可以计算n （K2CO3）=0.3mol，n （KHCO3）=0.2mol，二者的水溶液均为碱性，所以C（K+）＞C（CO32﹣）＞C（HCO3﹣）＞C（OH﹣）＞C（H+），
所以答案是：C（K+）＞C（CO32﹣）＞C（HCO3﹣）＞C（OH﹣）＞C（H+）．
【考点精析】解答此题的关键在于理解反应速率的定量表示方法的相关知识，掌握反应速率的单位：mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t，以及对化学平衡的计算的理解，了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．