题目内容
【题目】CO在工农业生产中有着重要的应用。
（1）CO是制备很多有机物（如甲醇、乙醇、甲醚等）的原料，现用CO与H2合成甲醇，反应如下：CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g) △H=-99kJmol–1。
①已知断裂1molCO(g)中的化学键消耗的能量为1072kJ，断裂1molH2(g)中的化学键消耗的能量为436kJ，则形成1molCH3OH(g)中化学键释放的能量为_____。
②用CH3OH 燃料电池电解精炼粗铜，装置如图所示。当消耗1mol甲醇时，d极质量增加了160g，则甲醇应加入____（填“a”或“b”）极，该电池的能量转化率为________（保留3位有效数字）。
（2）CO与Ni发生羰化反应形成的络合物可作为催化烯烃反应的催化剂。Ni的羰化反应为Ni(s)+4CO(g)
Ni(CO)4(g) △H<0，T0温度下，将足量的Ni粉和3.7molCO加入到刚性密闭容器中，10min时反应达到平衡，测得体系的压强为原来的
倍。则：
①0～10min内平均反应速率v(Ni)=________gmin–1。
②研究表明正反应速率v正=k正x4(CO)，逆反应速率v逆 =k逆x[Ni(CO)4]（k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数，x为物质的量分数），则T0温度下，
=_____。
③当温度升高时k正_______k逆（填“大于”“小于”或“等于”），此时CO的转化率___________（填“变大”“变小”或“不变”）。
④T1温度下测得一定的实验数据，计算得到v正～x(CO)和v逆～x[Ni(CO)4]的关系可用如图进行表示。当降低温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为______、______。
【答案】2043kJ b 83.3% 5.31 9×103（或9000） 小于 变小 D B
【解析】
（1）②本题为原电池和电解池的简单串联问题的考核。根据电解原理，d电极质量增加，说明发生了Cu2++2e-=Cu的反应，据此可判断原电池的正负极。根据析出的Cu质量，计算电解池中转移的电子数，据此可求出电池的能量转化率。
（1）①利用ΔH=破坏旧键吸收的总能量-形成新键释放的总能量，设形成1molCH3OH(g)中化学键释放的能量为x，则
，x=2043kJ。答案为：2043kJ；
②d极质量增加160g，说明d极为阴极，与电源的负极相连，即b极为燃料电池的负极，而燃料从负极加入，所以甲醇应加入b极。d极质量增加160g，析出Cu为2.5mol，转移电子为
；而加入1mol甲醇，由CH3OH～6e-，所以电池的能量转化率=
。答案为：b；83.3%；
（2）设平衡时Ni(CO)4的物质的量为x，根据题意列出反应的三段式：
温度一定，刚性密闭容器即V一定，根据T、V相同时，
，所以
，即
，x=0.9。
①0～10min内反应掉的Ni为0.9mol，其质量为53.1g，所以0～10min内平均反应速率v(Ni)=
。答案为：5.31；
②由以上分析可知，T0温度下平衡时n(CO)=0.1mol，n[Ni(CO)4]=0.9mol，气体总物质的量n总=1mol，则x(CO)=0.1，x[Ni(CO)4]=0.9。平衡时v正=v逆，即k正x4(CO)=k逆x[Ni(CO)4]，
。答案为：9×103（或9000）；
③由于反应放热，当温度升高时平衡逆向移动，即温度升高对逆反应速率常数影响大，所以k正＜k逆；由于平衡逆向移动，所以CO的转化率变小；答案为：＜；变小；
④由于反应放热，温度降低，平衡正向移动，导致v正、v逆均减小，x(CO)减小，x[Ni(CO)4]增大，所以反应重新达到平衡相应的点分别为D、B。答案为：D；B。
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