题目内容

【题目】合成气的主要组分为CO和H2;以天然气为原料生产的合成气有多种方法,其中Sparg工艺的原理为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。在特定温度下,向甲、乙、丙三个密闭容器中充入相同量的CH4(g)和CO2(g),改变容器体积,测得平衡时容器内气体的浓度如下表所示:

实验编号

容器温度/℃

容器体积

物质浓度/(mol·L-1)

CH4

CO2

CO

甲

300

V1

0.02

0.02

0.10

乙

300

V2

x

x

0.05

丙

350

V1

y

y

0.12

下列说法正确的是(  )

A.该反应在低温条件下不能自发进行

B.300 ℃时反应的平衡常数为25

C.V1∶V2=3∶7

D.保持温度和容器体积不变,开始时向甲容器中充入0.28 mol CO和0.28 mol H2,CO转化率一定大于2/7

【答案】AC

【解析】

A.从300℃和350℃时CO的物质的量浓度可以看出,升高温度,CO浓度增加,正反应为吸热反应,ΔH>0,反应过程中气体量增多,反应的熵增加,ΔS>0,ΔG=ΔH-TΔS,反应在高温条件下可以自发进行,A正确;

B.根据甲实验可以计算300℃时的平衡常数,K===0.25,B错误;

C.根据该温度下的平衡常数可以计算出x的值,x=0.005,又因为反应开始时充入了相同物质的量的CH4和CO2气体,可列出等式(0.02+0.05)V1=(0.005+0.025)V2,可计算出V1∶V2=3∶7,C正确;

D.保持温度和容器体积不变,充入CO和H2,根据该温度下的平衡常数,可求出平衡时c(CO)=0.23mol/L,此时的转化率为<,D错误;

故选AC。

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