[题目]合成气(CO+H2) 广泛用于合成有机物.工业上常采用天然气与水蒸气反应等方法来制取合成气.(1)已知标况下.5.6LCH4与水蒸气完全反应时吸收51.5kJ的热量.请写出该反应的热化学方程式 ,(2)在150℃时2L 的密闭容器中.将2molCH4和2mol H2O(g)混合.经过15min达到平衡.此时CH4的转化率为60%.回答下列问题:①从� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】合成气(CO+H2) 广泛用于合成有机物，工业上常采用天然气与水蒸气反应等方法来制取合成气，

(1)已知标况下，5.6LCH4与水蒸气完全反应时吸收51.5kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式________________；

(2)在150℃时2L 的密闭容器中，将2molCH4和2mol H2O(g)混合，经过15min达到平衡，此时CH4的转化率为60%。回答下列问题：

①从反应开始至平衡，用氢气的变化量来表示该反应速率v(H2)=________。

②在该温度下，计算该反应的平衡常数K=________。

③下列选项中能表示该反应已达到平衡状态的是________。

A．V(H2)逆=3v (CO)正 B．密闭容器中混合气体的密度不变

C．密闭容器中总压强不变 D．C(CH4)=C(CO)

(3)合成气中的氢气也用于合成氨气：N2+3H22NH3。保持温度和体积不变，在甲、乙、丙三个容器中建立平衡的相关信息如下表。则下列说法正确的是_______________；

容器	体积	起始物质	平衡时NH3的物质的量	平衡时N2 的体积分数	反应开始时的速率	平衡时容器内压强
甲	1L	1molN2+3molH2	1.6mol	φ甲	v甲	P甲
乙	1L	2molN2+6molH2	n1 mol	φ乙	v乙	P乙
丙	2L	2molN2+6molH2	n2 mol	φ丙	v丙	P丙

A．n1=n2=3.2 B．φ甲=φ丙>φ乙 C．v乙 >v>v甲 D．P乙>P甲=P丙

(4)合成气可以制取甲醚，绿色电源“二甲醚-氧气燃料电池”工作原理如下图所示

① 电极Y 上发生的反应式为__________ ；

②电池在放电过程中，电极X周围溶液的pH_______(填“增大、减小、不变”)。

【答案】 CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H= +206kJ/mol 0.12mol·L-1·min-1 21.87 AC BD O2+4e-+4H+=2H2O 减小

【解析】(1). 标况下5.6LCH4为0.25mol，则方程式为: CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)，吸热反应，△H为正，△H=+51.5×4=+206kJ/mol；

(2). ①甲烷转化1.2mol，生成氢气3.6mol，则氢气的变化量为3.6mol/2L/15min=0.12 mol·L-1·min-1；②；③A. 从反应开始至平衡氢气的变化量为CO(g)的3倍，A正确；B. 反应质量守恒，无论反应如何，质量均不变，容器体积不变，则密度不变；C. 方程两端气体体积不同，若容器内压强不变，则气体体积不变化，即反应达到平衡，C正确；D. 反应平衡时CH4的转化率为不一定为50%，即C(CH4)= C(CO)不能保证反应平衡，D错误。所以选择AC。

(3).乙容器中的起始压强大于丙容器中的起始压强，故n1n2不相等，A错误；B. 容器甲和丙的起始压强相等且小于乙容器，所以正向反应程度φ乙>φ甲=φ丙，所以N2 的体积分数φ甲=φ丙>φ乙，B正确；C. 同B，v乙 >v丙=v甲，C错误；D. 由于方程两端气体的物质的量不发生变化，所以平衡时容器压强等于起始压强，故P乙>P甲=P丙，D正确。所以选择BD。