Question

10．CO的应用和治理是当今社会的热点问题．
（1）CO能导致镍系催化剂中毒，工业上常用SO₂除去原料气中少量CO，生成物为固体S和CO₂．写出该反应的化学方程式为2CO+SO₂=2CO₂+S．
（2）上述反应中，每减少2.24L气体（标准状况下），转移电子数为0.4N_A．
CO工业上可用于高炉炼铁，发生如下反应：$\frac{1}{3}$Fe₂O₃（s）+CO（g）?$\frac{2}{3}$Fe（s）+CO₂（g），
已知该反应在不同温度下的平衡常数如表：

温度/℃	1000	1150	1300
平衡常数	4.0	3.7	3.5

（3）下列说法不正确的是cd（选填序号）
a．该反应是一个放热反应
b．该反应的平衡常数表达式是K=$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$
c．其他条件不变，向平衡体系充入CO₂气体，K值减小
d．当K值等于1时，反应达到平衡
（4）欲提高CO的平衡转化率，促进Fe₂O₃的转化，可采取的措施是a（选填序号）
a．及时吸收或移出CO₂        
b．增大反应体系的压强
c．用更高效的催化剂  
d．粉碎矿石，增大接触面积
高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收，使其在一定条件下和H₂反应制备甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）+Q
（5）从上图可以看出，反应开始到平衡，反应速率v（H₂）=0.15mol/（L•min）．
（6）甲醇氧化可生成甲酸，能使0.1mol/L的甲酸溶液的电离度与pH值都增大的是ad（选填序号）
a．加水稀释    b．加入少量甲酸钠固体   c．通氯化氢    d．加入少量苛性钠固体．

Answer 1

分析 （1）SO₂与CO反应，生成固体S和CO₂，据原子守恒和电子守恒书写化学方程式；
（2）据1molCO反应转移2mol电子，1molSO₂反应，转移4mol电子分析；
（3）a、随温度升高K增大，说明正反应吸热；
b、化学平衡常数K=$\frac{生成物浓度度系数幂次方}{反应物浓度系数幂次方}$，固体不列入；
c、化学平衡常数只受温度影响；
d、图表中没有K=1的情况，K=1不知是否平衡；
（4）欲提高CO的平衡转化率，促进Fe₂O₃的转化，需要平衡正向移动，据此分析；
（5）根据图象中甲醇浓度变化量求出氢气的浓度变化量，再根据v=$\frac{△c}{△t}$计算氢气的反应速率；
（6）据影响弱酸电离平衡移动的因素分析．

解答 解：（1）SO₂与CO反应，生成固体S和CO₂，1molCO反应转移2mol电子，1molSO₂反应，转移4mol电子，所以其化学计量数之比为2：1，化学方程式为：2CO+SO₂=2CO₂+S，故答案为：2CO+SO₂=2CO₂+S；
（2）1molCO反应转移2mol电子，1molSO₂反应，转移4mol电子，标准状况下2.24L气体为0.1mol，每反应0.1mol二氧化硫，转移电子0.4mol，电子数为0.4N_A，故答案为：0.4N_A；
（3）a、随温度升高K增大，说明正反应吸热，故正确；
b、化学平衡常数K=$\frac{生成物浓度度系数幂次方}{反应物浓度系数幂次方}$=$\frac{[C{O}_{2}]}{[CO]}$，故正确；
c、化学平衡常数只受温度影响，故错误；
d、图表中没有K=1的情况，K=1不知是否平衡，故错误；
故答案为：cd；
（4）a．及时吸收或移出CO₂，平衡正向移动，反应物转化率增大，故正确；     
b．增大反应体系的压强，平衡不移动，故错误；
c．用更高效的催化剂，只能加快反应速率，不影响平衡移动，故错误；
d．粉碎矿石，增大接触面积，只能加快反应速率，不影响平衡移动，故错误；
故答案为：a；
（5）由图可知，达到平衡时甲醇的浓度变化为0.75mol/L，则△c（H₂）=2×0.75mol/L=1.5mol/L，v（H₂）=$\frac{1.5mol/L}{10min}$=0.15mol/（L•min），
故答案为：0.15mol/（L•min）；
（6）a．加水稀释促进甲酸电离，但溶液酸性减弱，故正确；
b．加入少量甲酸钠固体，甲酸根离子浓度增大，甲酸电离平衡逆向移动，电离度减小，故错误；
c．通氯化氢，氢离子浓度增大，甲酸电离平衡逆向移动，电离度减小，故错误；
d．加入少量苛性钠固体，与甲酸发生中和反应，甲酸电离度增大，溶液酸性减弱，故正确；
故答案为：ad．

点评 本题考查范围广，知识跨度大，考查了氧化还原反应方程式书写及电子转移数目计算、化学平衡移动、化学反应速率计算、弱酸电离平衡移动．