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) ΔH1=206.1 kJ·mol-1

②CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH2=247.3 kJ·mol-1

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3

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5 min内,v(H2)= ;10 min时,改变的外界条件可能是

(2)如图2所示,在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应②,并维持反应过程中温度不变。

①可以判断甲容器中反应已达平衡状态的是

a.生成CH4的速率是生成CO的速率的2倍

b.容器内压强保持不变

c.容器内气体的密度保持不变

d.容器内各气体的浓度保持不变

②甲乙两容器中反应达到平衡时,下列说法正确的是

a.化学反应速率:v (甲)>v (乙)

b.甲烷的转化率:α(甲)<α(乙)

c.压强:P(甲)= P (乙)

(3)反应③中ΔH3= kJ·mol-1。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

0.5 mol

8.5 mol

2.0 mol

2.0 mol

此时反应③中正、逆反应速率的关系是 (填代号)。

a.v(正)>v(逆) b.v(正)<v(逆) c.v(正)=v(逆) d.无法判断

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