Question

【题目】在高温高压下CO具有极高的化学活性，能与多种单质或化合物反应．
（1）若在恒温恒容的容器内进行反应C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有 ． （填字母）
a．容器内的压强保持不变
b．容器中H2浓度与CO浓度相等
c．容器中混合气体的密度保持不变
d．CO的生成速率与H2的生成速率相等
（2）CO一空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2 ． 该电池负极的电极反应式为 ．
（3）一定条件下，CO与H2可合成甲烷，反应方程式为：CO（g）+3H2（g）CH4（g）+H2O（g）
①一定条件下，该反应能够自发进行的原因是 ．
②已知H2（g）、CO（g）和 CH4（g）的燃烧热分别为285.8kJmol﹣1、283.0kJmol﹣1和890，0kJmol﹣1 ．
写出CO与H2反应生成CH4和CO2的热化学方程式：
（4）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，反应方程式为：CH3OH（g）+CO（g） HCOOCH3（g）△H=﹣29.1kJmol﹣1 ． 科研人员对该反应进行了研究．部分研究结果如图所示：

①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率“看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是 ．
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是 ．

Answer 1

【答案】
（1）ac
（2）CO﹣2e一+O2一=CO2
（3）该反应△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℃时，温度对反应速率影响较小；且反应放热，升高温度时平衡逆向移动，转化率降低
【解析】解：（1）在恒温恒容的容器内进行反应C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），
a．反应前后气体压强变化的反应，容器内的压强保持不变，说明反应达到平衡，故a正确；
b．容器中H2浓度与CO浓度相等不一定达到平衡，故b错误；
c．反应中有固体碳反应，平衡变化，气体质量发生变化，容器中混合气体的密度保持不变，能说明反应达到平衡，故c正确；
d．CO的生成速率与H2的生成速率相等，证明反应正向进行，故d错误；
所以答案是：ac； （2）CO一空气燃料电池，一氧化碳在负极失电子发生氧化反应，电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2 ． 该电池负极的电极反应式为：CO﹣2e﹣+O2﹣=CO2 ，
所以答案是：CO﹣2e﹣+O2﹣=CO2； （3）①CO（g）+3H2（g）CH4（g）+H2O（g），反应△S＜0，依据自发进行的判断依据△H﹣T△S＜0，所以△H＜0，所以答案是：该反应△H＜0；②H2（g）、CO（g）和 CH4（g）的燃烧热分别为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
依据盖斯定律（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从反应压强对甲醇转化率的影响“效率“看，图象中转化率变化最大的是3.5×106 Pa～4.0×106Pa，
所以答案是：3.5×106 Pa～4.0×106Pa；②依据图象分析温度在高于80°C对反应速率影响不大，反应是放热反应，温度过高，平衡逆向进行，不利于转化率增大，
所以答案是：高于80℃时，温度对反应速率影响较小；且反应放热，升高温度时平衡逆向移动，转化率降低．
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态的判断的相关知识点，需要掌握状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等才能正确解答此题．