Question

工業(yè)上制備合成氣的工藝主要是水蒸氣重整甲烷：CH₄(g) +H₂O(g)＝CO(g) +3H₂(g) △H＞0，在一定條件下，向體積為1L的密閉容器中充入1 mol CH₄ (g)和1mol H₂O(g)，測得H₂O(g)和H₂(g)的濃度隨時(shí)間變化 曲線如圖所示，下列說法正確的是

A.達(dá)平衡時(shí),CH₄(        g)的轉(zhuǎn)化率為75%

B.0～10 min 內(nèi)，v(CO)＝0.075 mol•L^－1·min^-1

C.該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝0.1875 mol•L^－1

D.當(dāng)CH₄(g)的消耗速率與H₂O(g)的生成速率相等，反應(yīng)到達(dá)平衡

 

Answer 1

【答案】

D

【解析】

試題分析：根據(jù)圖像可知，反應(yīng)進(jìn)行到10min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，氫氣和水蒸氣的平衡濃度均是0.75mol/L，因此消耗水蒸氣的濃度是1mol/L－0.75mol/L＝0.25mol/L，則：

                  CH₄(g) +H₂O(g)＝CO(g) +3H₂(g)

起始濃度（mol/L）  1       1        0       0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 0.25    0.25     0.25    0.75

平衡濃度（mol/L） 0.75    0.75     0.25    0.75

所以達(dá)平衡時(shí),CH₄(g)的轉(zhuǎn)化率為×100%＝25%，A不正確；

0～10 min 內(nèi)，v(CO)＝＝0.025 mol•L^－1·min^-1，B不正確；

該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝=＝0.1875 mol²•L^－2，C不正確；

CH₄(g)的消耗速率與H₂O(g)的生成速率方向相反，因此當(dāng)二者相等時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D正確，答案選D。

考點(diǎn)：考查可逆反應(yīng)反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)的計(jì)算以及平衡狀態(tài)的判斷