[题目]CH4.CH3OH既是重要的化工原料,又是未来重要的能源物质.(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g) 通入容积为100 L的反应室.在一定条件下发生反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g).测得在5 min时达到平衡.CH4的平衡转化率为40%.则0~5 min内.用H2表示该反应的平均反应速率为 .(2)在一定条� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】CH4、CH3OH既是重要的化工原料,又是未来重要的能源物质。

(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g) 通入容积为100 L的反应室，在一定条件下发生反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)，测得在5 min时达到平衡，CH4的平衡转化率为40%。则0~5 min内，用H2表示该反应的平均反应速率为_________。

(2)在一定条件下和有催化剂存在时,将1.0 mol CH4与2.0 mol H2O(g)充入密闭容器中发生反应CH4(g)+H2O(g) CH3OH(g)+H2(g)，下列措施可以提高化学反应速率的是___________(填选项序号)。

a.恒容条件下加He b. 恒压条件下加He c.升高温度 d. 投入更多的H2O(g)

e.缩小容器的体积 f. 及时分离生成的CH3OH

(3)在恒容条件下进行反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),则下列实验事实不能作为判断该反应达到平衡的标志是___________(填选项序号)。

A.消耗1 mol CO2同时消耗1 mol CH3OH

B.混合气体的密度不变

C..混合气体的平均相对分子质量不变

D.v正(H2)=3v逆(CH3OH )

E.容器内压强不变

F.CH3OH(g)浓度不变

G.CO2(g)与H2(g)反应速率的比值不变

【答案】 0.0024mol/(Lmin) cde BG

【解析】(1)测得在5 min时达到平衡，CH4的平衡转化率为40%，消耗甲烷是0.4mol，生成氢气是1.2mol，浓度是0.012mol/L，则0～5 min内，用H2表示该反应的平均反应速率为0.012mol/L÷5min＝0.0024mol/(L·min)。(2)a.恒容条件下加He，浓度不变，反应速率不变；b. 恒压条件下加He，容积增大，浓度减小，反应速率减小；c.升高温度反应速率加快；d. 投入更多的H2O(g)，浓度增大，反应速率加快；e.缩小容器的体积，压强增大，反应速率加快；f. 及时分离生成的CH3OH，浓度减小，反应速率减小。答案选cde；(3)A.消耗1 mol CO2同时消耗1 mol CH3OH表示正逆反应速率相等，达到平衡状态，A正确；B.密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此混合气体的密度不变不能说明，B错误；C.混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以混合气体的平均相对分子质量不变说明达到平衡状态，C正确；D.v正(H2)=3v逆(CH3OH)表示正逆反应速率相等，达到平衡状态，D正确；E.正反应体积减小，容器内压强不变说明达到平衡状态，E正确；F.CH3OH(g)浓度不变说明达到平衡状态，F正确；G.CO2(g)与H2(g)反应速率的比值始终是1：3，不说明处于平衡状态，G错误，答案选BG。