题目内容
CO是现代化工生产的基础原料，下列有关问题都和CO的使用有关．
（1）人们利用CO能与金属镍反应，生成四羰基镍，然后将四羰基镍分解从而实现镍的提纯，最后可以得到纯度达99.9%的高纯镍．具体反应为：Ni（s）+4CO（g）
Ni（CO）4（g）该正反应的△H 0（选填“＞”或“=”或“＜”）．
（2）工业上可利用CO生产乙醇：
2CO（g）+4H2（g）═CH3CH2OH（g）+H2O（g）△H1
又已知：H2O（l）═H2O（g）△H2
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H3
工业上也可利用CO2（g）与H2（g）为原料合成乙醇：
2CO2（g）+6H2（g）═CH3CH2OH（g）+3H2O（l）△H
则：△H与△H1、△H2、△H3之间的关系是：△H= ．
（3）一定条件下，H2、CO在体积固定的密闭容器中发生如下反应：
4H2（g）+2CO（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g），
下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据的有
A．2v（H2）=v（CO）
B．CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率
C．容器内的压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
E．混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化
（4）工业可采用CO与H2反应合成再生能源甲醇，反应如下：
CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）
在一容积可变的密闭容器中充有10molCO和20mol H2，在催化剂作用下发生反应生成甲醇．CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（p）的关系如图1所示．
①合成甲醇的反应为 （填“放热”或“吸热”）反应．
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系 为 ．
③若达到平衡状态A时，容器的体积为10L，则在平衡状态B时容器的体积为 L．
④如图2中虚线为该反应在使用催化剂条件下关于 起始氢气与CO投料比和CO平衡转化率的关系图．
当其条件完全相同时，用实线画出不使用催化剂情况下C0平衡转化率的示意图．
⑤CO的平衡转化率（a）与温度（T）、压强（p）的关系如 图3所示，实际生产时条件控制在250℃、1.3x104kPa左右，选择此压强的理由是 ．
（1）人们利用CO能与金属镍反应，生成四羰基镍，然后将四羰基镍分解从而实现镍的提纯，最后可以得到纯度达99.9%的高纯镍．具体反应为：Ni（s）+4CO（g）
| 50-80℃ |
| 180-200℃ |
（2）工业上可利用CO生产乙醇：
2CO（g）+4H2（g）═CH3CH2OH（g）+H2O（g）△H1
又已知：H2O（l）═H2O（g）△H2
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H3
工业上也可利用CO2（g）与H2（g）为原料合成乙醇：
2CO2（g）+6H2（g）═CH3CH2OH（g）+3H2O（l）△H
则：△H与△H1、△H2、△H3之间的关系是：△H=
（3）一定条件下，H2、CO在体积固定的密闭容器中发生如下反应：
4H2（g）+2CO（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g），
下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据的有
A．2v（H2）=v（CO）
B．CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率
C．容器内的压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
E．混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化
（4）工业可采用CO与H2反应合成再生能源甲醇，反应如下：
CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）
在一容积可变的密闭容器中充有10molCO和20mol H2，在催化剂作用下发生反应生成甲醇．CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（p）的关系如图1所示．
①合成甲醇的反应为
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系 为
③若达到平衡状态A时，容器的体积为10L，则在平衡状态B时容器的体积为
④如图2中虚线为该反应在使用催化剂条件下关于 起始氢气与CO投料比和CO平衡转化率的关系图．
当其条件完全相同时，用实线画出不使用催化剂情况下C0平衡转化率的示意图．
⑤CO的平衡转化率（a）与温度（T）、压强（p）的关系如 图3所示，实际生产时条件控制在250℃、1.3x104kPa左右，选择此压强的理由是
考点：转化率随温度、压强的变化曲线,热化学方程式,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算
专题：
分析：（1）由反应条件可知，低温有利于向正反应进行，高温有利于向逆反应进行，降低温度平衡向放热反应移动，据此判断；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
（3）正逆反应速率相等，各物质的浓度不发生变化时表示化学反应处于平衡状态；
（4）根据温度和CO的转化率确定反应热；
②温度不变，化学平衡常数不变，温度升高平衡向吸热的方向移动，平衡常数变化；
③根据CO的转化率求出平衡常数，再根据A、B两点的平衡常数相同求出容器的体积；
④催化剂只改变反应速率不改变平衡移动，据此画图；
⑤实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是工业生产要考虑速经济效益，要考虑速度和效率，压强越大需要的条件越高，花费越大．
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
（3）正逆反应速率相等，各物质的浓度不发生变化时表示化学反应处于平衡状态；
（4）根据温度和CO的转化率确定反应热；
②温度不变，化学平衡常数不变，温度升高平衡向吸热的方向移动，平衡常数变化；
③根据CO的转化率求出平衡常数，再根据A、B两点的平衡常数相同求出容器的体积；
④催化剂只改变反应速率不改变平衡移动，据此画图；
⑤实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是工业生产要考虑速经济效益，要考虑速度和效率，压强越大需要的条件越高，花费越大．
解答：
解：（1）由反应条件可知，低温有利于向正反应进行，高温有利于向逆反应进行，降低温度平衡向放热反应移动，故该反应正反应为放热反应，即△H＜0，
故答案为：＜；
（2）a、2CO（g）+4H2（g）═CH3CH2OH（g）+H2O（g）△H1
b、H2O（l）═H2O（g）△H2
c、CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H3
依据盖斯定律a-c×2-3b得到：2CO2（g）+6H2（g）?CH3CH2OH（g）+3H2O（l）△H=△H1-2△H3-3△H2；
故答案为：△H1-2△H3-3△H2；
（3）A．2v（H2）=v（CO）没有指明正逆反应方向，故A错误；
B．因为CO与CH3OCH3的系数比为2：1，则CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率，不能说明达到平衡，故B错误
C．因为反应前后气体系数不等，容器内的压强保持不变，说明气体物质的量不变，已达平衡状态，故C正确；
D．因为反应前后质量不变，体积也不变，混合气体的密度从反应开始到平衡一直不变，不能说明达到平衡，故D错误；
E．因为反应前后质量不变，物质的量在变，则混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化，能说明达到平衡，故E正确；
故选CE；
（3）①据图象可知，温度升高平衡逆向移动，即逆反应方向为吸热，所以正反应方向为放热；故答案为：放热；
②因B点与A点温度相同，K不变，对于上述反应温度升高平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，所以A、B、C三点的平衡常数KA=KB＞KC，故答案为：KA=KB＞KC；
③T1时，A点对应的α=0.5，据平衡常数表达式可得K=1．因B点与A点温度相同，K不变，
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
起始（mol） 10 20 0
转化（mol） 8 16 8
平衡（mol） 2 4 8
则K=
=
=1，解得：V=2L，
故答案为：2；
④催化剂只改变反应速率不改变平衡移动，所以用实线画出不使用催化剂情况下C0平衡转化率的示意图为
；
故答案为：；
⑤实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是工业生产要考虑速经济效益，要考虑速度和效率，压强越大需要的条件越高，花费越大．
故答案为：在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，经济效益低．
故答案为：＜；
（2）a、2CO（g）+4H2（g）═CH3CH2OH（g）+H2O（g）△H1
b、H2O（l）═H2O（g）△H2
c、CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H3
依据盖斯定律a-c×2-3b得到：2CO2（g）+6H2（g）?CH3CH2OH（g）+3H2O（l）△H=△H1-2△H3-3△H2；
故答案为：△H1-2△H3-3△H2；
（3）A．2v（H2）=v（CO）没有指明正逆反应方向，故A错误；
B．因为CO与CH3OCH3的系数比为2：1，则CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率，不能说明达到平衡，故B错误
C．因为反应前后气体系数不等，容器内的压强保持不变，说明气体物质的量不变，已达平衡状态，故C正确；
D．因为反应前后质量不变，体积也不变，混合气体的密度从反应开始到平衡一直不变，不能说明达到平衡，故D错误；
E．因为反应前后质量不变，物质的量在变，则混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化，能说明达到平衡，故E正确；
故选CE；
（3）①据图象可知，温度升高平衡逆向移动，即逆反应方向为吸热，所以正反应方向为放热；故答案为：放热；
②因B点与A点温度相同，K不变，对于上述反应温度升高平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，所以A、B、C三点的平衡常数KA=KB＞KC，故答案为：KA=KB＞KC；
③T1时，A点对应的α=0.5，据平衡常数表达式可得K=1．因B点与A点温度相同，K不变，
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
起始（mol） 10 20 0
转化（mol） 8 16 8
平衡（mol） 2 4 8
则K=
| C(CH 3OH) |
| C 2(H 2)C(CO) |
| ||||
|
故答案为：2；
④催化剂只改变反应速率不改变平衡移动，所以用实线画出不使用催化剂情况下C0平衡转化率的示意图为
；故答案为：
；⑤实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是工业生产要考虑速经济效益，要考虑速度和效率，压强越大需要的条件越高，花费越大．
故答案为：在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，经济效益低．
点评：本题考查热化学方程式的书写、影响化学平衡的因素、化学平衡常数有关计算等，难度中等，注意对反应中能量的变化图的理解，本题综合性较大，是对热点知识的考查；
练习册系列答案
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