Question

工業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)的濃度隨時間變化 曲線如圖所示，下列說法正確的是

A.達平衡時,CH₄(        g)的轉化率為75%

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

C.該反應的化學平衡常數K＝0.1875 mol•L^－1

D.當CH₄(g)的消耗速率與H₂O(g)的生成速率相等，反應到達平衡

 

Answer 1

【答案】

D

【解析】

試題分析：根據圖像可知，反應進行到10min時達到平衡狀態，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

所以達平衡時,CH₄(g)的轉化率為×100%＝25%，A不正確；

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

該反應的化學平衡常數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，因此當二者相等時，反應達到平衡狀態，D正確，答案選D。

考點：考查可逆反應反應速率、轉化率和平衡常數的計算以及平衡狀態的判斷