Question

【題目】合成氣（CO+H2）廣泛用于合成有機(jī)物，工業(yè)上常采用天然氣與水蒸氣反應(yīng)等方法來制取合成氣。

（1）已知，5.6LCH4（標(biāo)況下數(shù)據(jù)）與水蒸氣完全反應(yīng)時(shí)吸收51.5kJ的熱量，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式___；

（2）在150℃時(shí)2L的密閉容器中，將2molCH4和2molH2O(g)混合，經(jīng)過15min達(dá)到平衡,此時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為60%。回答下列問題：

①?gòu)姆磻?yīng)開始至平衡，用氫氣的物質(zhì)的量濃度變化表示該反應(yīng)速率v(H2)=___。

②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=___。

③下列選項(xiàng)中能表示該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是___

A.v(H2)逆=3v(CO)正

B.密閉容器中混合氣體的密度不變

C.密閉容器中總壓強(qiáng)不變

D.c(CH4)=c(CO)

④平衡時(shí)容器中CH4的體積分?jǐn)?shù)___。

Answer 1

【答案】CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.0kJ/mol 0.12mol·L-1·min-1 K= AC 12.5%

【解析】

(1)標(biāo)況下，5.6LCH4物質(zhì)的量n=5.6L/(22.4Lmol-1)=0.25，吸收51.5KJ的熱量，則1mol甲烷反應(yīng)吸收熱量為：51.5KJ÷0.25mol = 206KJ/mol，熱化學(xué)方程式為: CH4(g)+ H2O(g)= CO(g) + 3H2(g) △H = +206 KJ/mol；

(2) 在150℃時(shí)2L的密閉容器中，將2molCH4和2molH2O(g)混合，經(jīng)過15min達(dá)到平衡，此時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為60%，

①?gòu)姆磻?yīng)開始至平衡，用氫氣的物質(zhì)的量濃度變化表示該反應(yīng)速率；

②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=；

③A．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比，v(H2)逆=3v(CO)正= v(H2)正，說明氫氣正逆

反應(yīng)速率相同，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確；

B．密閉容器中混合氣體的質(zhì)量和體積不變，密度始終不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤；

C．反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量增加，氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，密閉容器中總壓

強(qiáng)不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確；

D．濃度關(guān)系和消耗量、起始量有關(guān)，c(CH4)=c(CO)不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤；

④平衡時(shí)容器中CH4的體積分?jǐn)?shù)為：0.4/(0.4+0.4+0.6+1.8)×100%=12.5%。