Question

CH₄是一种重要的化工原料，工业上以CH₄为原料制备H₂的原理为CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)。在一定条件下向a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1mol CH₄(g)和1.1 mol H₂O(g)，测得两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线分别为a和b。已知容器a的体积为10L，温度为T_a。下列说法正确的是（  ）

A.a、b两容器的温度不可能相同

B.在达到平衡前，容器a的压强保持不变

C.该反应在T_a温度下的平衡常数为2700(mol·L^-1)²

D.容器a中CH₄从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为0.25mol·L^-1·min^-1

Answer

A

【解析】

通过图像可知，平衡时a装置中的CO的物质的量比b装置中的CO的物质的量大，反应时间短，说明a中化学反应速率较大。在两容器中起始投料相同的条件下，加快化学反应速率的措施有升高温度和增大压强两种方法。若a中压强较大，则相对于b来说，平衡逆向移动，CO的物质的量会小于b，故不可能；若ａ中温度高于ｂ，相对于b来说，平衡正向移动，CO的浓度增大，则该反应的△H＞0，有可能。

A.通过图像可知，平衡时a装置中的CO的物质的量比b装置中的CO的物质的量大，反应时间短，说明a中化学反应速率较大。在两容器中起始投料相同的条件下，加快化学反应速率的措施有升高温度和增大压强两种方法。若a中压强较大，则相对于b来说，平衡逆向移动，CO的物质的量会小于b，故不可能；若ａ中温度高于ｂ，相对于b来说，平衡正向移动，CO的浓度增大，则该反应的△H＞0，有可能。综上所述，a、b两容器中的温度不可能相同，A正确；

B.a为恒温恒容装置，压强与物质的量成正比，反应前反应物减少，生成物增多，总物质的量增大，压强增大，B错误；

C. CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

初始量 1.1 1.1 0 0

反应量 1 1 1 3

平衡量 0.1 0.1 1 3 K=0.1×0.33/（0.01×0.01）=27，C错误；

D. 容器a中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率=1/（10×4）=0.025 mol·L-1·min-1，D错误；

答案为A