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【題目】CO、CO2是火力發(fā)電廠釋放出的主要尾氣,為減少對環(huán)境造成的影響,發(fā)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(yè)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(fā)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______v(Cl2 (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) ΔH=-748 kJ·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濃度。寫出NO與H2O2溶液反應的離子方程式_______________。

(3)用CO和H2可以制備甲醇,反應為CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),以甲醇為燃料,氧氣為氧化劑,KOH溶液為電解質溶液,可制成燃料電池(電極材料為惰性電極)若電解質溶液中KOH的物質的量為0.8mol,當有0.5mol甲醇參與反應時,電解質溶液中各種離子的物質的量濃度由大到小的順序是_______________。

【答案】 0.1 = 5 溫度 < 溫度升高到710K時,反應達到平衡狀態(tài),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+ c(K+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+

【解析】(1)0~2min末△n(COCl2)=n(CO)=1.2-0.8=0.4mol,C(COCl2)==0.2mol/L,v(COCl2)==0.1mol/(Lmin); ②在2min~4min間,2min末△n(Cl2)=n(CO)=0.4mol,剩余氯氣等于0.2mol;到0.4min物質的量不變,所以達到平衡狀態(tài),所以v(Cl2=v(Cl2;據以上分析,CO、氯氣、COCl2剩余濃度分別是: =0.4mol、=0.1mol、=0.2mol,K==5;③隨X的升高CO的轉化率降低,故X不是壓強,故是溫度;所以正方向是放熱反應,a<0;(2)①溫度升高到710K時,單位時間內反應達平衡,該反應是放熱反應,升高溫度,平衡向左移動,轉化率降低;②一氧化碳在這極轉變成二氧化碳,化合價升高,反應:CO-2e+H2O=CO2+2H+;NOH2O2溶液反應的離子方程式:2NO+3H2O2=2NO3+2H2O+2H+;(3)以甲醇為燃料,氧氣為氧化劑,KOH溶液為電解質溶液,發(fā)生的反應:2CH3OH+2KOH+3O2=K2CO3+H2O,0.5mol甲醇和0.8mol氫氧化鉀反應,溶液中只剩余碳酸鉀,所以濃度大小關系:C(K+)>C(CO32﹣)>C(HCO3)>C(OH)>C(H+

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