Question

Ⅰ.已知：CO₂(g)+ 3H₂(g) CH₃OH(g)+ H₂O(g) △H

现在体积为1L的密闭容器中，充入CO₂和H₂。实验测得反应体系中物质的物质的量与时间关系如下表，

回答下列问题：

(1)表格中的n₁=______________

(2)0-5min内 v (H₂)＝_______________

(3)该条件下CO₂的平衡转化率为__________________

Ⅱ.在容积为100L的密闭容器中，加入1.0molCH₄和2.0molH₂O（g）。一定条件下发生反应：CH₄（g）+H₂O（g）CO（g）+3H₂（g） △H

已知CH₄的转化率与温度、压强的关系如图1所示。回答下列问题：

(4)100℃时平衡常数为_________________．

(5)图1中的p₁_______p₂（填“＜”、“＞”或“=”），其理由是：_________________

(6)若100℃时该可逆反应的平衡常数是K₁，200℃该该可逆反应的平衡常数是K₂，则K₁___ K₂（填“＜”、“＞”或“=”）．其理由是__________________

Answer

0.75mol 0.3 mol·L-1·min-1 75% 2.25×10-4 mol2·L-2 ＜ 相同温度 时p1下CH4的转化率大于p2下CH4的转化率，根据方程式，压强越小转化率越高 ＜ 据图像可知，该可逆反应的△H＞0，温度升高，平衡正向移动。

【解析】Ⅰ. (1). 因为10分钟后，二氧化碳的物质的量保持不变了，说明反应达到了化学平衡状态，所以表格中的n1= 0.75mol 。

(2). 由表中数据可知，0-5min内氢气的变化量为二氧化碳的3倍，即1.5mol，所以 v (H2)＝ = = = 0.3 mol·L-1·min-1

(3). 该条件下CO2的平衡量为0.25mol,变化量为0.75mol，所以平衡转化率=75%

Ⅱ. (4). 在容积为100L的密闭容器中，加入1.0molCH4和2.0molH2O（g）。一定条件下发生反应： CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g） △H

起始量（mol/L） 0.01 0.02 0 0

变化量（mol/L） 0.005 0.005 0.005 0.015

平衡量（mol/L） 0.005 0.015 0.005 0.015

所以100℃时平衡常数K= = = 2.25×10-4 mol2·L-2

已知CH4的转化率与温度、压强的关系如图1所示。回答下列问题：

(5). 图1中的p1＜p2（填“＜”、“＞”或“=”），其理由是：相同温度时p1下CH4的转化率大于p2下CH4的转化率，根据方程式，正反应是气体体积增大的方向，所以压强越小反应物的转化率越高。

（6）若100℃时该可逆反应的平衡常数是K1，200℃该该可逆反应的平衡常数是K2，则K1＜ K2（填“＜”、“＞”或“=”）．其理由是据图像可知，该可逆反应的△H＞0，是吸热反应，所以温度升高，平衡正向移动，化学平衡常数变大。