Question

16．近年來大氣問題受到人們越來越多的關(guān)注．按要求回答下列問題：
實(shí)現(xiàn)反應(yīng)CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g），△H₀，對(duì)減少溫室氣體排放和減緩燃料危機(jī)具有重要意義．在2L密閉容器中，通入5mol CH₄與5mol CO₂的混合氣體，一定條件下發(fā)生上述反應(yīng)，測得CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖．

則p₁、p₂、p₃、p₄由大到小的順序p₄＞p₃＞p₂＞p₁，該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)，當(dāng)1000℃甲烷的轉(zhuǎn)化率為80%時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1024 mol²•L^-2．

Answer 1

分析 溫度一定條件下，增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)，CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率減��；
由圖可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，升高溫度，甲烷的轉(zhuǎn)化率增大，說明升高溫度平衡正向移動(dòng)；
1000℃甲烷的轉(zhuǎn)化率為80%，則轉(zhuǎn)化的甲烷為5mol×80%=4mol，則：
           CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）
起始量（mol）：5       5         0       0
變化量（mol）：4       4         8       8
平衡量（mol）：1       1         8       8
再根據(jù)K=$\frac{{c}^{2}（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}{c（C{H}_{4}）×c（C{O}_{2}）}$計(jì)算平衡常數(shù)．

解答 解：溫度一定條件下，增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)，CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率減小，故壓強(qiáng)p₄＞p₃＞p₂＞p₁；
由圖可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，升高溫度，甲烷的轉(zhuǎn)化率增大，說明升高溫度平衡正向移動(dòng)，而升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
1000℃甲烷的轉(zhuǎn)化率為80%，則轉(zhuǎn)化的甲烷為5mol×80%=4mol，則：
            CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）
起始量（mol）：5        5        0       0
變化量（mol）：4        4        8       8
平衡量（mol）：1        1        8       8
容器容積為2L，則平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}{c（C{H}_{4}）×c（C{O}_{2}）}$=$\frac{（\frac{8mol}{2L}）^{2}×（\frac{8mol}{2L}）^{2}}{\frac{1mol}{2L}×\frac{1mol}{2L}}$=1024 mol²•L^-2，
故答案為：p₄＞p₃＞p₂＞p₁；吸熱；1024 mol²•L^-2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、化學(xué)平衡圖象、平衡常數(shù)等，注意化學(xué)平衡常數(shù)及單位與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)．