题目内容

工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷:CH4(g) +H2O(g)=CO(g) +3H2(g) △H>0,在一定条件下,向体积为1L的密闭容器中充入1 mol CH4(g)和1mol H2O(g),测得H2O(g)和H2(g)的浓度随时间变化曲线如图所示,下列说法正确的是

A.达平衡时,CH4( g)的转化率为75%
B.0~10 min 内,v(CO)=0.075 mol?L1·min-1
C.该反应的化学平衡常数K=0.1875 mol?L1
D.当CH4(g)的消耗速率与H2O(g)的生成速率相等,反应到达平衡

D

解析试题分析:根据图像可知,反应进行到10min时达到平衡状态,氢气和水蒸气的平衡浓度均是0.75mol/L,因此消耗水蒸气的浓度是1mol/L-0.75mol/L=0.25mol/L,则:
CH4(g) +H2O(g)=CO(g) +3H2(g)
起始浓度(mol/L)  1       1        0       0
转化浓度(mol/L) 0.25    0.25     0.25    0.75
平衡浓度(mol/L) 0.75    0.75     0.25    0.75
所以达平衡时,CH4(g)的转化率为×100%=25%,A不正确;
0~10 min 内,v(CO)==0.025 mol?L1·min-1,B不正确;
该反应的化学平衡常数K===0.1875 mol2?L2,C不正确;
CH4(g)的消耗速率与H2O(g)的生成速率方向相反,因此当二者相等时,反应达到平衡状态,D正确,答案选D。
考点:考查可逆反应反应速率、转化率和平衡常数的计算以及平衡状态的判断

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