Question

工業上制備合成氣的工藝主要是水蒸氣重整甲烷：
CH₄（g）+H₂0（g）═C0（g）+3H₂（g）△H＞0，在一定條件下，向體積為1L的密閉容器中充入1molCH₄（g）和1molH₂0（g），測得H₂O（g）和H₂（g）的濃度隨時間變化曲線如右圖所示，下列說法正確的是（　　）

A．達平衡時，CH4（g）的轉化率為75%

B．O-10min內，v（CO）=0.075mol?L-1．min-1

C．該反應的化學平衡常數K=O.1875mol?L-1

D．當CH4（g）的消耗速率與H20（g）的生成速率相等，反應到達平衡

Answer 1

A．由圖可知，10min到達平衡，平衡時H₂的濃度變化量為0.75mol/L，濃度變化量之比等于化學計量數之比，故△c（CH₄）=

1

3

△c（H₂）=

1

3

×0.75mol/L=0.25mol/L，故甲烷的轉化率為：

0.25mol/L

1mol/L

×100%=25%，故A錯誤；
B．由圖可知，10min到達平衡，平衡時H₂的濃度變化量為0.75mol/L，濃度變化量之比等于化學計量數之比，故△c（CO）=

1

3

△c（H₂）=

1

3

×0.75mol/L=0.25mol/L，則v（CO）=

0.25mol/L

10min

=0.025mol?L^-1?min^-1，故B錯誤；
C．平衡時H₂的濃度變化量為0.75mol/L，則：
CH₄（g）+H₂0（g）═C0（g）+3H₂（g）
開始（mol/L）：1 1 0 0
變化（mol/L）：0.25 0.250.250.75
平衡（mol/L）：0.75 0.75 0.25 0.75
故該溫度下平衡常數k=

0.25×0.753

0.75×0.75

=O.1875mol²?L^-2，故C錯誤；
D．不同物質表示的正、逆速率之比等于化學計量數之比，可逆反應到達平衡狀態，當CH₄（g）的消耗速率與H₂0（g）的生成速率相等，等于化學計量數之比，說明到達平衡，故D正確；
故選D．