Question

【題目】（1）將一定量的CH4與水蒸氣通入2L的恒容密閉容器中發生反應，5min后達到平衡，各物質的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示，該反應的化學方程式為_________________（物質X要求用相應物質的化學式表示），0～5min內用H2表示的反應速率v=_______，平衡時與起始時的壓強之比為__________________。

（2）下列說法能說明該反應已達到平衡狀態的是___________________。

A.體系的壓強不再發生變化 B.生成1mol CH4的同時消耗3mol H2

C.各組分的物質的量濃度不再改變 D.體系的密度不再發生變化

E.c(H2):c(X)=3:1且不再變化 F.v正(H2O)=3v逆(H2)

（3）能夠加快該反應的措施有______________________（任寫兩條）。

Answer 1

【答案】CH4+H2OCO(g)+3H2 0.06mol/(L·min)7:6AC使用催化劑、加熱或增大壓強、增大反應物濃度等合理答案均能給分）

【解析】

(1)由圖像可知，H2O、CH4、H2、X各物質的變化量分別為0.2mol、0.2mol、0.6mol、0.2mol，因變化量之比等于方程式的系數之比，則各物質前的計量數分別為1、1、3、1，再由原子個數守恒可知X為CO，故該反應的化學方程式為CH4+H2OCO(g)+3H2；0～5min內用H2表示的反應速率為：0.6mol÷2L÷5min=0.06mol·L-1·min-1；反應前氣體的總物質的量為1.4mol+1.0mol=2.4mol，達到平衡后氣體的總物質的量為：1.2mol+0.8mol+0.6mol+0.2mol=2.8mol，故平衡時與起始時的壓強之比為2.8mol：2.4mol=7:6；故答案為：CH4+H2OCO(g)+3H2、0.06mol/(L·min)、7:6；(2) A.體系的壓強不再發生變化說明反應混合物氣體的總分子數不再變化，反應處于平衡狀態，故A正確；B.生成1mol CH4的同時消耗3mol H2均指逆反應，不能說明正逆反應速率相等，故B錯誤；C.各組分的物質的量濃度不再改變的狀態為平衡狀態，故C正確；D.因容器的體積恒定，體系的密度并不隨反應的進行而發生改變，則體系的密度不變不能說明反應處于平衡狀態，故D錯誤；E.因氫氣與X兩物質的計量數之比為3:1，則c(H2)與c(X)的比值是一個定值，始終為3:1，故E錯誤；F.由方程式的計算數可知只有當3v正(H2O)= v逆(H2)時才能說明該可逆反應的正逆反應速率相等，故F錯誤；故答案為AC；(3) 能夠加快反應速率的措施一般有使用催化劑、加熱或增大壓強、增大反應物濃度等，故答案為：使用催化劑、加熱或增大壓強、增大反應物濃度等（合理答案均能給分）。