合成氣（CO+H2）廣泛用於合成有機物，工業上常採用天然氣與水蒸氣反應等方法來製取合成氣。（1）已知，5.6L...

問題詳情：

合成氣（CO+H2）廣泛用於合成有機物，工業上常採用天然氣與水蒸氣反應等方法來製取合成氣。

（1）已知，5.6LCH4（標況下數據）與水蒸氣完全反應時吸收51.5kJ的熱量，請寫出該反應的熱化學方程式___；

（2）在150℃時2L的密閉容器中，將2molCH4和2molH2O(g)混合，經過15min達到平衡,此時CH4的轉化率為60%。回答下列問題：

①從反應開始至平衡，用*氣的物質的量濃度變化表示該反應速率v(H2)=___。

②該反應的平衡常數表達式K=___。

③下列選項中能表示該反應已達到平衡狀態的是___

A．v(H2)逆=3v(CO)正

B．密閉容器中混合氣體的密度不變

C．密閉容器中總壓強不變

D．c(CH4)=c(CO)

④平衡時容器中CH4的體積分數___。

【回答】

CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)   △H=+206.0kJ/mol    0.12mol·L-1·min-1    K=    AC    12.5%   

【詳解】

(1)標況下，5.6LCH4物質的量n=5.6L/(22.4Lmol-1)=0.25，吸收51.5KJ的熱量，則1mol**反應吸收熱量為：51.5KJ÷0.25mol = 206KJ/mol，熱化學方程式為: CH4(g)+ H2O(g)= CO(g) + 3H2(g)  △H = +206 KJ/mol；

(2) 在150℃時2L的密閉容器中，將2molCH4和2molH2O(g)混合，經過15min達到平衡，此時CH4的轉化率為60%，

①從反應開始至平衡，用*氣的物質的量濃度變化表示該反應速率；

②該反應的平衡常數表達式為K=；

③A．反應速率之比等於化學方程式計量數之比，v(H2)逆=3v(CO)正= v(H2)正，説明*氣正逆

反應速率相同，反應達到平衡狀態，A正確；

B．密閉容器中混合氣體的質量和體積不變，密度始終不變，不能説明反應達到平衡狀態，B錯誤；

C．反應前後氣體物質的量增加，氣體壓強之比等於氣體物質的量之比，密閉容器中總壓

強不變，説明反應達到平衡狀態，C正確；

D．濃度關係和消耗量、起始量有關，c(CH4)=c(CO)不能説明反應達到平衡狀態，D錯誤；

④平衡時容器中CH4的體積分數為：0.4/(0.4+0.4+0.6+1.8)×100%=12.5%。

【點睛】

判斷能否用密度不變來説明反應達到平衡狀態時，要注意體系混合氣體的質量是否保持不變，體積是否保持不變，若均是，則不能用密度不變來説明反應達到平衡狀態。

知識點：化學反應熱的計算

題型：綜合題