Question

【題目】在高溫高壓下CO具有極高的化學活性，能與多種單質或化合物反應．
（1）若在恒溫恒容的容器內進行反應C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），則可用來判斷該反應達到平衡狀態的標志有 ． （填字母）
a．容器內的壓強保持不變
b．容器中H2濃度與CO濃度相等
c．容器中混合氣體的密度保持不變
d．CO的生成速率與H2的生成速率相等
（2）CO一空氣燃料電池中使用的電解質是攙雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導O2 ． 該電池負極的電極反應式為 ．
（3）一定條件下，CO與H2可合成甲烷，反應方程式為：CO（g）+3H2（g）CH4（g）+H2O（g）
①一定條件下，該反應能夠自發進行的原因是 ．
②已知H2（g）、CO（g）和 CH4（g）的燃燒熱分別為285.8kJmol﹣1、283.0kJmol﹣1和890，0kJmol﹣1 ．
寫出CO與H2反應生成CH4和CO2的熱化學方程式：
（4）工業上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，反應方程式為：CH3OH（g）+CO（g） HCOOCH3（g）△H=﹣29.1kJmol﹣1 ． 科研人員對該反應進行了研究．部分研究結果如圖所示：

①從反應壓強對甲醇轉化率的影響“效率“看，工業制取甲酸甲酯應選擇的壓強是 ．
②實際工業生產中采用的溫度是80℃，其理由是 ．

Answer 1

【答案】
（1）ac
（2）CO﹣2e一+O2一=CO2
（3）該反應△H＜0；2CO（g）+2H2（g）?CH4（g）+C02（g）△H=﹣247.6 kJ?mol﹣1
（4）3.5×106 Pa～4.0×106Pa；高于80℃時，溫度對反應速率影響較�。磺曳磻�放熱，升高溫度時平衡逆向移動，轉化率降低
【解析】解：（1）在恒溫恒容的容器內進行反應C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），
a．反應前后氣體壓強變化的反應，容器內的壓強保持不變，說明反應達到平衡，故a正確；
b．容器中H2濃度與CO濃度相等不一定達到平衡，故b錯誤；
c．反應中有固體碳反應，平衡變化，氣體質量發生變化，容器中混合氣體的密度保持不變，能說明反應達到平衡，故c正確；
d．CO的生成速率與H2的生成速率相等，證明反應正向進行，故d錯誤；
所以答案是：ac； （2）CO一空氣燃料電池，一氧化碳在負極失電子發生氧化反應，電解質是攙雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導O2 ． 該電池負極的電極反應式為：CO﹣2e﹣+O2﹣=CO2 ，
所以答案是：CO﹣2e﹣+O2﹣=CO2； （3）①CO（g）+3H2（g）CH4（g）+H2O（g），反應△S＜0，依據自發進行的判斷依據△H﹣T△S＜0，所以△H＜0，所以答案是：該反應△H＜0；②H2（g）、CO（g）和 CH4（g）的燃燒熱分別為285.8kJmol﹣1、283.0kJmol﹣1和890，0kJmol﹣1 ．
a、H2（g）+ O2（g）=H2O（l）△H=﹣285.8kJmol﹣1
b、CO（g）+ O2（g）=CO2 （g）△H=﹣283.0kJmol﹣1
c、CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣890，0kJmol﹣1
依據蓋斯定律（b+a）×2﹣c得到2CO（g）+2H2（g）CH4（g）+C02（g）△H=﹣247.6 kJmol﹣1
所以答案是：2CO（g）+2H2（g）CH4（g）+C02（g）△H=﹣247.6 kJmol﹣1；（4）①從反應壓強對甲醇轉化率的影響“效率“看，圖象中轉化率變化最大的是3.5×106 Pa～4.0×106Pa，
所以答案是：3.5×106 Pa～4.0×106Pa；②依據圖象分析溫度在高于80°C對反應速率影響不大，反應是放熱反應，溫度過高，平衡逆向進行，不利于轉化率增大，
所以答案是：高于80℃時，溫度對反應速率影響較�。磺曳磻�放熱，升高溫度時平衡逆向移動，轉化率降低．
【考點精析】本題主要考查了化學平衡狀態的判斷的相關知識點，需要掌握狀態判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內某物質內化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等才能正確解答此題．