合成气的主要成分是一氧化碳和氢气.可用于合成二甲醚等清洁燃料．从天然气获得合成气过程中可能发生的反应有:①CH4(g)+H2O+3H2(g)△H1=+206.1kJ/mol②CH4(g)+CO2+2H2(g)△H2=+247.3kJ/mol③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3请回答下列问题:(1)在一密闭容器中进行反应①.测得CH4的物质的量浓度� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

合成气的主要成分是一氧化碳和氢气，可用于合成二甲醚等清洁燃料．从天然气获得合成气过程中可能发生的反应有：
①CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H₁=+206.1kJ/mol
②CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）△H₂=+247.3kJ/mol
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₃
请回答下列问题：
（1）在一密闭容器中进行反应①，测得CH₄的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示．反应进行的前5min内，v（H₂）=

；10min时，改变的外界条件可能是

温度（填“升高”或“降低”）．
（2）反应③中△H₃=

．800℃时，反应③的化学平衡常数K=1.0，某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：

CO	H₂O	CO₂	H₂
0.5mol	8.5mol	2.0mol	2.0mol

此时反应③中正、逆反应速率的关系式是

（填代号）．
A．v（正）＞v（逆） B．v（正）＜v（逆） C．v（正）=v（逆） D．无法判断．

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的影响因素

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）根据图可知，前5min内甲烷的浓度由1.00mol/L减小为0.50mol/L，以此计算v（H₂），由图可知，10min时甲烷的浓度继续减小，该反应向正反应方向移动；
（2）甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH₄和CO₂，且甲、乙两容器初始容积相等，由图可知，甲的体积不变，乙的压强不变，则假定甲不变，乙中发生CH₄+CO₂?2CO+2H₂，其体积增大，则相当于压强减小，化学平衡向正反应方向移动，乙容器中CH₄的转化率增大，但压强小，反应速率减慢，则达到平衡的时间变长；
（3）根据盖斯定律可知，①-②可得反应③，再利用Q与K的关系判断反应进行的方向，从而确定正逆反应速率的关系．

解答： 解：（1）根据图可知，前5min内甲烷的浓度由1.00mol/L减小为0.50mol/L，则v（CH₄）=

1.00mol/L-0.50mol/L

5min

=0.1mol/（L?min），由化学计量数之比等于反应速率之比，则v（H₂）=3×0.1mol/（L?min）=0.3mol/（L?min），由图可知，10min时甲烷的浓度继续减小，且反应速率增大，该反应向正反应方向移动，而该反应为吸热反应，则升高温度符合题意，
故答案为：0.3 mol/（L?min）；升高温度；
（2）根据盖斯定律可知，①-②可得反应③，则△H₃=+206.1kJ/mol-（+247.3kJ/mol）=-41.2kJ/mol，
800℃时，反应③的K=1.0时，正逆反应速率相等，化学平衡不移动；
由表格中的数据可知，气体的体积相同，则物质的量与浓度成正比，Q=

2.0×2.0

0.5×8.5

＜K=1.0，该反应向正反应方向移动，则正反应速率大于逆反应速率，即选A，
故答案为：-41.2 kJ/mol；A．

点评：本题考查化学反应速率的计算，化学平衡的移动及反应方向的判断，难度一般，（2）是学生解答中的难点，注意利用好浓度商与K的关系来解答．