Question

【題目】開發、使用清潔能源發展“低碳經濟”，正成為科學家研究的主要課題。氫氣、甲醇是優質的清潔燃料，可制作燃料電池。生產甲醇的原料CO和H2來源于：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+ 3H2(g)。

（1）一定條件下CH4的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖a。則，Pl __P2（填“<”、“>”“=”）；A、B、C三點處對應平衡常數（KA、KB、KC）由大到小的順序為___。

（2）100℃時，將1 mol CH4和2 mol H2O通入容積固定為10 L的反應室，如果5min達到平衡時CH4的轉化率為0.5，則H2的反應速率v(H2)=____。100℃時該反應的平衡常數K =____。反應達到平衡的標志是：____。

A．容器內氣體密度恒定 B．單位時間內消耗0.1 mol CH4同時生成0.3 molH2

C．容器的壓強恒定 D．3v正（CH4）= v逆（H2）

（3）為了加快化學反應速率且使體系中氣體的物質的量減少，其他條件不變時，可采取的措施有____(填編號)。

A．升高溫度 B．縮小容器體積

C．再充入CH4氣體 D．使用合適的催化劑

Answer 1

【答案】< KC>KB>KA 0.03 mol·L-1·min-1 0.0225 CD B

【解析】

（1）溫度不變，隨著壓強增大，平衡逆向移動，甲烷的平衡轉化率減小，所以Pl ＜P2，隨著溫度升高，平衡轉化率增大，說明平衡常數變大，即KC>KB>KA；

（2）甲烷的消耗量為0.5mol，則根據方程式分析，生成1.5mol氫氣，則用氫氣表示的反應速率為；

；

A. 根據質量守恒定律，反應前后氣體的質量不變，在恒容體系中氣體體積不變，所以密度不變，A錯誤；

B. 單位時間內消耗0.1 mol CH4同時生成0.3 molH2均表示正反應速率，B錯誤；

C. 容器的壓強恒定可以說明體系內各組分的含量不再改變，C正確；

D. 3v正（CH4）= v逆（H2），則說明正逆反應速率相等，D正確；

故答案選CD；

（3）A. 升高溫度平衡正向移動，體系中氣體物質的量增加，A錯誤；

B. 縮小容器體積，反應速率加快，平衡逆向移動，氣體物質的量減小，B正確；

C. 再充入CH4氣體，反應速率增加，平衡正向移動，氣體物質的量增加，C錯誤；

D. 加入催化劑，反應速率加快，平衡不移動，D錯誤；

故答案選B。