Question

研究CO₂与CH₄的反应使之转化为H₂和CO对减缓燃料危机，减少温室效应具有重大意义。已知CH₄(g)+CO₂(g)→2H₂(g)+2CO(g)。

（1）该反应的平衡常数K=__。在2L密闭容器中，通入CO₂和CH₄的混合气体，30min后CH₄的质量减少了4.8g，则v(CH₄)__。

（2）根据如图可得出n(CO₂)消耗__n(CH₄)消耗（填“＞”、“＜”和“＝”，原因是___。

Answer

0.005mol/(L·min) ＞ 有水生成，平衡时n(H2)＜n(CO)，说明部分CO2和H2发生了反应

【解析】

（1）平衡常数K=生成物浓度的幂之积/反应物浓度的幂之积；据此写出该反应的平衡常数K的表达式；根据30min后CH4的质量的变化量，求出变化的浓度，根据v(CH4)=∆c/∆t进行计算；

（2）根据图中信息，有水生成，平衡时n（H2）＜n(CO)，所以反应中二氧化碳的消耗量大于甲烷的消耗量，说明部分CO2和H2发生了反应。

（1）已知CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g)，根据平衡常数的定义可知，该反应的平衡常数K=；在2L密闭容器中，通入CO2和CH4的混合气体，30min后CH4的质量减少了4.8g，减小的甲烷的物质的量为4.8g/16g/mol=0.3mol，浓度的变化为0.3mol/2L=0.15mol/L；则v(CH4)=∆c/∆t=0.15mol/L/30min=0.005mol/(L·min)；

故答案是：；0.005mol/(L·min) ；

（2）根据图中信息，有水生成，平衡时n（H2）＜n(CO)，所以反应中二氧化碳的消耗量大于甲烷的消耗量， 即n(CO2)消耗大于n(CH4)消耗；说明部分CO2和H2发生了反应；

故答案是：＞ ；有水生成，平衡时n(H2)＜n(CO)，说明部分CO2和H2发生了反应。