Question

【題目】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生的反應有：

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=－41.2kJ/mol

請回答下列問題：

（1）在一密閉容器中進行反應①，測得CH4的物質的量濃度隨反應時間的變化如圖1所示．反應進行的前5min內，v (H2)=_____；10min時，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．在相同溫度下發生反應②，并維持反應過程中溫度不變．已知甲容器中CH4的轉化率隨時間變化的圖象如圖3所示，請在圖3中畫出乙容器中CH4的轉化率隨時間變化的圖象_____。

（3）800℃時，反應③的化學平衡常數K=1.0，某時刻測得該溫度下的密閉容器中各物質的物質的量見下表：

CO	H2O	CO2	H2
0.5mol	8.5mol	2.0mol	2.0mol

此時反應③中正、逆反應速率的關系式是____________(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】0.3mol/(Lmin) 升高溫度或大H2O的濃度 a

【解析】

(1)、根據計算出甲烷的反應速率，再根據反應速率之比等于化學計量數之比計算出氫氣反應速率；由圖可知，10min時甲烷的濃度繼續減小，該反應向正反應方向移動，反應是吸熱反應；

(2)、甲、乙兩容器中分別充入等物質的量的CH4和CO2，且甲、乙兩容器初始容積相等，由圖可知，甲的體積不變，乙的壓強不變，則假定甲不變，乙中發生CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)其體積增大，則相當于壓強減小，化學平衡向正反應方向移動，乙容器中CH4的轉化率增大，但壓強小，反應速率減慢，則達到平衡的時間變長；

(3)、利用Q與K的關系判斷反應進行的方向，從而確定正逆反應速率的關系；

(1)、，則v(H2)=3v(CH4)=0.3mol/(Lmin)；由圖可知，10min時甲烷的濃度繼續減小，該反應向正反應方向移動，且甲烷的濃度不變，而該反應為吸熱反應，則升高溫度和增大水的濃度符合題意；

故答案為0.3mol/(Lmin)；升高溫度或大H2O的濃度；

(2)、甲、乙兩容器中分別充入等物質的量的CH4和CO2，且甲、乙兩容器初始容積相等，由圖可知，甲的體積不變，乙的壓強不變，則假定甲不變，乙中發生CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，其體積增大，則相當于對甲的平衡體系減小壓強，化學平衡向正反應方向移動，故乙容器中CH4的轉化率增大，但壓強小，反應速率減慢，則達到平衡的時間變長，則乙中CH4的轉化率隨時間變化的圖象為：

故答案為

(3)、反應③的K=1.0時，正逆反應速率相等，化學平衡不移動；由表格中的數據可知， ，該反應向正反應方向移動，則正反應速率大于逆反應速率，即選a；

故答案為a。