Question

19．金屬鎳具有優良的物理和化學特性，是高技術產業的重要原料．
羰基法提純鎳涉及的反應為：Ni（s）+4CO（g）?Ni（CO）₄（g）
①當溫度升高時，$\frac{c[Ni（CO）_{4}]}{c（CO）}$減小，則△H＜0（填“＞”或“＜”）．
②一定溫度下，將一定量的粗鎳和CO加入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態的是bd（填代號）

在相同溫度下，上述反應改在體積為1L的恒容密閉容器中進行，平衡常數不變（填“增大”、“不變”或“減小”），反應進行3s后測得Ni（CO）₄的物質的量為0.6mol，則0-3s內的平均反應速率v（CO）=0.8mol•L^-1•s^-1．

Answer 1

分析 ①當溫度升高時，$\frac{c[Ni（CO）_{4}]}{c（CO）}$減小，可知升高溫度，平衡逆向移動；
②a．反應向正向進行生成氣體Ni（CO）₄密度增大；
b．反應向正向進行，CO濃度減小，速率減小，當CO正反應速率不變時說明反應掉的CO速率等于生成CO的速率，反應達到平衡狀態；
c．該反應是放熱反應，一定量的粗鎳和CO加入一恒壓密閉容器中，開始時反應正向進行，焓變發生改變；
d．一定量的粗鎳和CO加入一恒壓密閉容器中，反應正向進行，CO轉化率升高，達到平衡時，消耗的CO等于生成的CO，故轉化率保持不變；
平衡常數只與溫度有關，溫度不變化，平衡常數不變；
根據給出條件可求出用Ni（CO）₄表示的3s內反應速率，然后依據反應速率之比等于方程式計量系數之比求出v（CO）．

解答 解：①當溫度升高時，$\frac{c[Ni（CO）_{4}]}{c（CO）}$減小，可知升高溫度，平衡逆向移動，可知正反應為放熱反應，所以△H＜0，故答案為：＜；
②a．反應向正向進行，CO氣體減少，生成氣體Ni（CO）₄密度增大，故a錯誤；
b．反應向正向進行，CO濃度減小，速率減小，當CO正反應速率不變時說明反應掉的CO速率等于生成CO的速率，反應達到平衡狀態，故b正確；
c．該反應是放熱反應，一定量的粗鎳和CO加入一恒壓密閉容器中，開始時反應正向進行，焓變發生改變，故c錯誤；
d．一定量的粗鎳和CO加入一恒壓密閉容器中，反應正向進行，CO轉化率升高，達到平衡時，消耗的CO等于生成的CO，故轉化率保持不變，故d正確；
平衡常數只受溫度影響，所以溫度不變化，平衡常數K不變；
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；
故答案為：bd；不變；0.8mol•L^-1•s^-1．

點評 本題考查化學平衡計算、反應熱與焓變、平衡移動，為高頻考點，把握焓變、K及平衡移動、圖象分析為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，注意圖象與平衡判定為解答的難點，題目難度不大．