Question

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O^2­。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285．8 kJ·mol^-1、283．0 kJ·mol^-1和890,0 kJ·mol^-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=－29.1 kJ·mol^-1

科研人员对该反应进行了研究．部分研究结果如下：

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）ac     

（2）CO一2e一+O2一=CO2       

（3）①该反应△H<0

②2CO(g)+2H2(g) CH4(g)+C02(g)  △H=-247.6 kJ·mol-1

（4）①3.5×106 Pa～4.0×106 Pa

②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

 (每空2分，本题共12分)

【解析】

试题分析：（1）“变量不变达平衡”，随反应进行体系中压强、密度（气体的质量发生变化）均是变量，b、物质的浓度不变是平衡标志，但相等只是一种特定状态，不可以；d、CO的生成速率与H2的生成速率相等同向，一定相等；（2）负极CO失去电子，生成CO2，CO一2e一+O2一=CO2 ；（3）①该反应的△S<0，只能△H<0才能自发进行；②2CO(g)+2H2(g) CH4(g)+C02(g)  △H=-247.6 kJ·mol-1；（4）①由图可知，当压强达到4.0×106 Pa压强对转化率的影响较小，故工业制取甲酸甲酯应选择的压强在3.5×106 Pa～4.0×106 Pa；②由图观察可知温度高于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：考查化学反应原理，涉及平衡标志的判断、电极反应式书写、热化学方程式书写、反应条件的选择等有关问题。