Question

10．CO的應用和治理是當今社會的熱點問題．
（1）CO能導致鎳系催化劑中毒，工業上常用SO₂除去原料氣中少量CO，生成物為固體S和CO₂．寫出該反應的化學方程式為2CO+SO₂=2CO₂+S．
（2）上述反應中，每減少2.24L氣體（標準狀況下），轉移電子數為0.4N_A．
CO工業上可用于高爐煉鐵，發生如下反應：$\frac{1}{3}$Fe₂O₃（s）+CO（g）?$\frac{2}{3}$Fe（s）+CO₂（g），
已知該反應在不同溫度下的平衡常數如表：

溫度/℃	1000	1150	1300
平衡常數	4.0	3.7	3.5

（3）下列說法不正確的是cd（選填序號）
a．該反應是一個放熱反應
b．該反應的平衡常數表達式是K=$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$
c．其他條件不變，向平衡體系充入CO₂氣體，K值減小
d．當K值等于1時，反應達到平衡
（4）欲提高CO的平衡轉化率，促進Fe₂O₃的轉化，可采取的措施是a（選填序號）
a．及時吸收或移出CO₂        
b．增大反應體系的壓強
c．用更高效的催化劑  
d．粉碎礦石，增大接觸面積
高爐煉鐵產生的廢氣中的CO可進行回收，使其在一定條件下和H₂反應制備甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）+Q
（5）從上圖可以看出，反應開始到平衡，反應速率v（H₂）=0.15mol/（L•min）．
（6）甲醇氧化可生成甲酸，能使0.1mol/L的甲酸溶液的電離度與pH值都增大的是ad（選填序號）
a．加水稀釋    b．加入少量甲酸鈉固體   c．通氯化氫    d．加入少量苛性鈉固體．

Answer 1

分析 （1）SO₂與CO反應，生成固體S和CO₂，據原子守恒和電子守恒書寫化學方程式；
（2）據1molCO反應轉移2mol電子，1molSO₂反應，轉移4mol電子分析；
（3）a、隨溫度升高K增大，說明正反應吸熱；
b、化學平衡常數K=$\frac{生成物濃度度系數冪次方}{反應物濃度系數冪次方}$，固體不列入；
c、化學平衡常數只受溫度影響；
d、圖表中沒有K=1的情況，K=1不知是否平衡；
（4）欲提高CO的平衡轉化率，促進Fe₂O₃的轉化，需要平衡正向移動，據此分析；
（5）根據圖象中甲醇濃度變化量求出氫氣的濃度變化量，再根據v=$\frac{△c}{△t}$計算氫氣的反應速率；
（6）據影響弱酸電離平衡移動的因素分析．

解答 解：（1）SO₂與CO反應，生成固體S和CO₂，1molCO反應轉移2mol電子，1molSO₂反應，轉移4mol電子，所以其化學計量數之比為2：1，化學方程式為：2CO+SO₂=2CO₂+S，故答案為：2CO+SO₂=2CO₂+S；
（2）1molCO反應轉移2mol電子，1molSO₂反應，轉移4mol電子，標準狀況下2.24L氣體為0.1mol，每反應0.1mol二氧化硫，轉移電子0.4mol，電子數為0.4N_A，故答案為：0.4N_A；
（3）a、隨溫度升高K增大，說明正反應吸熱，故正確；
b、化學平衡常數K=$\frac{生成物濃度度系數冪次方}{反應物濃度系數冪次方}$=$\frac{[C{O}_{2}]}{[CO]}$，故正確；
c、化學平衡常數只受溫度影響，故錯誤；
d、圖表中沒有K=1的情況，K=1不知是否平衡，故錯誤；
故答案為：cd；
（4）a．及時吸收或移出CO₂，平衡正向移動，反應物轉化率增大，故正確；     
b．增大反應體系的壓強，平衡不移動，故錯誤；
c．用更高效的催化劑，只能加快反應速率，不影響平衡移動，故錯誤；
d．粉碎礦石，增大接觸面積，只能加快反應速率，不影響平衡移動，故錯誤；
故答案為：a；
（5）由圖可知，達到平衡時甲醇的濃度變化為0.75mol/L，則△c（H₂）=2×0.75mol/L=1.5mol/L，v（H₂）=$\frac{1.5mol/L}{10min}$=0.15mol/（L•min），
故答案為：0.15mol/（L•min）；
（6）a．加水稀釋促進甲酸電離，但溶液酸性減弱，故正確；
b．加入少量甲酸鈉固體，甲酸根離子濃度增大，甲酸電離平衡逆向移動，電離度減小，故錯誤；
c．通氯化氫，氫離子濃度增大，甲酸電離平衡逆向移動，電離度減小，故錯誤；
d．加入少量苛性鈉固體，與甲酸發生中和反應，甲酸電離度增大，溶液酸性減弱，故正確；
故答案為：ad．

點評 本題考查范圍廣，知識跨度大，考查了氧化還原反應方程式書寫及電子轉移數目計算、化學平衡移動、化學反應速率計算、弱酸電離平衡移動．