Question

在恒容密闭容器中通入CH₄与CO₂，使其物质的量浓度均为1.0 mol·L^－1，在一定条件下发生反应：CO₂(g)＋CH₄(g)⇌2CO(g)＋2H₂(g)，测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示：

则：(1)该反应的ΔH________0(填“<”“＝”或“>”)。

(2)压强p₁、p₂、p₃、p₄由大到小的顺序为______________。压强为p₄时，在b点：v(正)________v(逆)(填“<”“＝”或“>”)。

(3)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作K_p)，则该反应的平衡常数的表达式K_p＝________；如果p₄＝0.36 MPa，求a点的平衡常数K_p＝________ (保留3位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。

(4)为探究速率与浓度的关系，该实验中，根据相关实验数据，粗略绘制出了2条速率—浓度关系曲线：v_正～c(CH₄)和v_逆～c(CO)。

则：①与曲线v_正～c(CH₄)相对应的是上图中曲线______(填“甲”或“乙”)。

②当降低到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的平衡点分别为________(填字母)。

Answer

> p4>p3>p2>p1 > 1.64 乙 B、F

【解析】

(1)根据图示，压强不变时，升高温度，CH4的平衡转化率增大，说明平衡向正反应方向移动。根据升温时，平衡向吸热反应方向移动，可知正反应为吸热反应，ΔH>0；

(2)该平衡的正反应为气体分子数增大的反应，温度不变时，降低压强，平衡向正反应方向移动，CH4的平衡转化率增大，故p4>p3>p2>p1；压强为p4时，b点未达到平衡，反应正向进行，故v(正)>v(逆)；

(3)由用平衡浓度表示的平衡常数类推可知，用平衡压强表示的平衡常数Kp=；p4时a点CH4的平衡转化率为80%，则平衡时c(CH4)=c(CO2)=0.2mol·L-1，c(CO)=c(H2)=1.6mol·L-1，则p(CH4)=p(CO2)=p4×=p4，p(CO)=p(H2)=p4×=p4，故Kp＝＝≈1.64；

(4)①CH4的浓度由1.0mol·L-1逐渐减小，而CO的浓度由0逐渐增加，故v正～c(CH4)相对应的曲线为乙；

②降低温度，正、逆反应速率均减小，平衡向逆反应方向移动，则CH4的浓度增大，而CO的浓度减小，故相应的平衡点分别为B、F。