Question

（10分）
⑴.在一定條件下，容積為 100 L密閉容器中發生反應：CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)；ΔH>0
將1.0 mol CH₄和2.0 mol H₂O(g)通入該密閉容器 l0 min時有0.1 mol CO生成，則10 min內該反應的平均速率v(H₂)                        。
⑵.在壓強為0.1 MPa條件下,容積為V L某密閉容器中a mol CO與 2a mol H₂在催化劑作用下反應生成甲醇：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)；CO的轉化率與溫度、壓強的關系如右圖所示。

①該反應的△H    0 (填“<”、“>”或“=”)。
②100℃時該反應的平衡常數K=               （用含a、V的代數式表示）。
③在溫度容積不變的情況下，向該密閉容器再增加a mol CO與 2a mol H₂，達到新平衡時，CO的轉化率　 　（填“增大”、“減小”或“不變”），平衡常數　 　（填“增大”、“減小”或“不變”）。

Answer 1

(1)  0．0003 mo1·L^－1·min^－1
(2)   ① <；    ②  V ²／a²            ③增大；不變

（1）CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)
起始  1     2
轉化                   0.1    0.3
所以v(H₂)=0.3mol÷100L÷10min=0．0003 mo1·L^－1·min^－1
（2）①由圖可知，隨著溫度的升高，CO轉化率逐漸降低，所以平衡逆向進行，所以反應為放熱反應
②    CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)
起始   a     2a
轉化  0.5 a   1a         0.5 a
平衡  0.5a    a          0.5a
K=（0.5a÷V）÷(a/v)²×（0.5a÷V）=" V" ²／a²
③利用等效平衡原理，體積不變，則平衡正向移動，CO轉化率增大，但因為溫度沒變平衡常數不變。