Question

（7分）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

請回答下列問題：

（1）在一恒容密閉容器中進(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)，（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）反應(yīng)③中△H₃=          ．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】

（1） 0．3mol/（L•min）    升高溫度

（2） ．

（3）﹣41．2kJ/mol      a

【解析】

試題分析：（1）由圖1可知，前5min內(nèi)甲烷的濃度變化為0．50 mol·L^－1，根據(jù)v=△c/△t計(jì)算v(CH₄)= 0．1mol/（L•min）結(jié)合反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算可得v(H₂)= 0．3mol/（L•min），注意寫清單位；由圖1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，而該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則改變的條件可能為升高溫度。（2）由圖1結(jié)合題意知甲容器的反應(yīng)條件為等溫等容，乙容器的反應(yīng)條件為等溫等壓，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，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，由此可畫出圖像。（3）根據(jù)蓋斯定律可知，①-②可得反應(yīng)③，則△H₃=+206．1kJ/mol-（+247．3kJ/mol）=-41．2kJ/mol；800℃時(shí)，反應(yīng)③的K=1．0時(shí)，四種氣體在同一密閉容器中，體積相同，則物質(zhì)的量與濃度成正比，由表格中的數(shù)據(jù)計(jì)算得Q＜K，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。

考點(diǎn)：考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算，化學(xué)平衡的移動及反應(yīng)方向的判斷。