Question

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

（1）已知，5.6LCH4（標況下數(shù)據(jù)）與水蒸氣完全反應時吸收51.5kJ的熱量，請寫出該反應的熱化學方程式___；

（2）在150℃時2L的密閉容器中，將2molCH4和2molH2O(g)混合，經過15min達到平衡,此時CH4的轉化率為60%�；卮鹣铝袉栴}：

①從反應開始至平衡，用氫氣的物質的量濃度變化表示該反應速率v(H2)=___。

②該反應的平衡常數(shù)表達式K=___。

③下列選項中能表示該反應已達到平衡狀態(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.密閉容器中總壓強不變

D.c(CH4)=c(CO)

④平衡時容器中CH4的體積分數(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)標況下，5.6LCH4物質的量n=5.6L/(22.4Lmol-1)=0.25，吸收51.5KJ的熱量，則1mol甲烷反應吸收熱量為：51.5KJ÷0.25mol = 206KJ/mol，熱化學方程式為: CH4(g)+ H2O(g)= CO(g) + 3H2(g) △H = +206 KJ/mol；

(2) 在150℃時2L的密閉容器中，將2molCH4和2molH2O(g)混合，經過15min達到平衡，此時CH4的轉化率為60%，

①從反應開始至平衡，用氫氣的物質的量濃度變化表示該反應速率；

②該反應的平衡常數(shù)表達式為K=；

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

反應速率相同，反應達到平衡狀態(tài)，A正確；

B．密閉容器中混合氣體的質量和體積不變，密度始終不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，B錯誤；

C．反應前后氣體物質的量增加，氣體壓強之比等于氣體物質的量之比，密閉容器中總壓

強不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，C正確；

D．濃度關系和消耗量、起始量有關，c(CH4)=c(CO)不能說明反應達到平衡狀態(tài)，D錯誤；

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