Question

19．金属镍具有优良的物理和化学特性，是高技术产业的重要原料．
羰基法提纯镍涉及的反应为：Ni（s）+4CO（g）?Ni（CO）₄（g）
①当温度升高时，$\frac{c[Ni（CO）_{4}]}{c（CO）}$减小，则△H＜0（填“＞”或“＜”）．
②一定温度下，将一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是bd（填代号）

在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数不变（填“增大”、“不变”或“减小”），反应进行3s后测得Ni（CO）₄的物质的量为0.6mol，则0-3s内的平均反应速率v（CO）=0.8mol•L^-1•s^-1．

Answer 1

分析 ①当温度升高时，$\frac{c[Ni（CO）_{4}]}{c（CO）}$减小，可知升高温度，平衡逆向移动；
②a．反应向正向进行生成气体Ni（CO）₄密度增大；
b．反应向正向进行，CO浓度减小，速率减小，当CO正反应速率不变时说明反应掉的CO速率等于生成CO的速率，反应达到平衡状态；
c．该反应是放热反应，一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中，开始时反应正向进行，焓变发生改变；
d．一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中，反应正向进行，CO转化率升高，达到平衡时，消耗的CO等于生成的CO，故转化率保持不变；
平衡常数只与温度有关，温度不变化，平衡常数不变；
根据给出条件可求出用Ni（CO）₄表示的3s内反应速率，然后依据反应速率之比等于方程式计量系数之比求出v（CO）．

解答 解：①当温度升高时，$\frac{c[Ni（CO）_{4}]}{c（CO）}$减小，可知升高温度，平衡逆向移动，可知正反应为放热反应，所以△H＜0，故答案为：＜；
②a．反应向正向进行，CO气体减少，生成气体Ni（CO）₄密度增大，故a错误；
b．反应向正向进行，CO浓度减小，速率减小，当CO正反应速率不变时说明反应掉的CO速率等于生成CO的速率，反应达到平衡状态，故b正确；
c．该反应是放热反应，一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中，开始时反应正向进行，焓变发生改变，故c错误；
d．一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中，反应正向进行，CO转化率升高，达到平衡时，消耗的CO等于生成的CO，故转化率保持不变，故d正确；
平衡常数只受温度影响，所以温度不变化，平衡常数K不变；
v（Ni（CO）₄）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.6mol}{1L}}{3s}$=0.2mol•L^-1•s^-1，V（CO）：V（Ni（CO）₄）=4：1，可知v（CO）=0.8mol•L^-1•s^-1；
故答案为：bd；不变；0.8mol•L^-1•s^-1．

点评 本题考查化学平衡计算、反应热与焓变、平衡移动，为高频考点，把握焓变、K及平衡移动、图象分析为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意图象与平衡判定为解答的难点，题目难度不大．