Question

【題目】合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣，可用于合成二甲醚等清潔燃料．從天然氣獲得合成氣過程中可能發(fā)生的反應(yīng)有：

①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1kJ/mol

②CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H2=+247.3kJ/mol

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=－41.2kJ/mol

請回答下列問題：

（1）在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)①，測得CH4的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖1所示．反應(yīng)進(jìn)行的前5min內(nèi)，v (H2)=_____；10min時(shí)，改變的外界條件可能是________。

（2）如圖2所示，在甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2，使甲、乙兩容器初始容積相等．在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)②，并維持反應(yīng)過程中溫度不變．已知甲容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象如圖3所示，請?jiān)趫D3中畫出乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象_____。

（3）800℃時(shí)，反應(yīng)③的化學(xué)平衡常數(shù)K=1.0，某時(shí)刻測得該溫度下的密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量見下表：

CO	H2O	CO2	H2
0.5mol	8.5mol	2.0mol	2.0mol

此時(shí)反應(yīng)③中正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系式是____________(填代號)。

a．v(正)＞v (逆) b．v(正)＜v (逆)

c．v(正)= v (逆) d．無法判斷．

Answer 1

【答案】0.3mol/(Lmin) 升高溫度或大H2O的濃度 a

【解析】

(1)、根據(jù)計(jì)算出甲烷的反應(yīng)速率，再根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算出氫氣反應(yīng)速率；由圖可知，10min時(shí)甲烷的濃度繼續(xù)減小，該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；

(2)、甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2，且甲、乙兩容器初始容積相等，由圖可知，甲的體積不變，乙的壓強(qiáng)不變，則假定甲不變，乙中發(fā)生CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)其體積增大，則相當(dāng)于壓強(qiáng)減小，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率增大，但壓強(qiáng)小，反應(yīng)速率減慢，則達(dá)到平衡的時(shí)間變長；

(3)、利用Q與K的關(guān)系判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，從而確定正逆反應(yīng)速率的關(guān)系；

(1)、，則v(H2)=3v(CH4)=0.3mol/(Lmin)；由圖可知，10min時(shí)甲烷的濃度繼續(xù)減小，該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，且甲烷的濃度不變，而該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則升高溫度和增大水的濃度符合題意；

故答案為0.3mol/(Lmin)；升高溫度或大H2O的濃度；

(2)、甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2，且甲、乙兩容器初始容積相等，由圖可知，甲的體積不變，乙的壓強(qiáng)不變，則假定甲不變，乙中發(fā)生CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，其體積增大，則相當(dāng)于對甲的平衡體系減小壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，故乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率增大，但壓強(qiáng)小，反應(yīng)速率減慢，則達(dá)到平衡的時(shí)間變長，則乙中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象為：

故答案為

(3)、反應(yīng)③的K=1.0時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，化學(xué)平衡不移動；由表格中的數(shù)據(jù)可知， ，該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，即選a；

故答案為a。