工业上制备化工原料CO和H2可利用如下反应:CH4(g)+H2O(g) 催化剂△ CO(g)+3H2(g)△H＞0将0.20molCH4和0.30molH2O(g)通入容积可变的密闭容器中.在一定条件下上述反应.各物质的量随时间变化如下表: t/min n(CH4)/mol n(H2O)/mol n(CO)/mol n(H2)/mol 0 0.20 0.30 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（2011?防城港一模）工业上制备化工原料CO和H₂可利用如下反应：CH₄（g）+H₂O（g）

催化剂

△

CO（g）+3H₂（g）△H＞0
将0.20molCH₄和0.30molH₂O（g）通入容积可变的密闭容器中，在一定条件下上述反应，各物质的量随时间变化如下表：

t/min	n（CH₄）/mol	n（H₂O）/mol	n（CO）/mol	n（H₂）/mol
0	0.20	0.30	0	0
2	n₁	n₂	n₃	0.30
3	n₁	n₂	n₃	0.30
4	0.09	n₁	n₄	0.33

下列说法错误的是（　　）

A．在2min-3min之间反应处于平衡状态

B．3min-4min之间，容器内H₂增多的原因是充入了水蒸气

C．其他条件不变时升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小

D．其他条件不变时增大压强，CH₄的转化率减小

分析：A、在2min-3min之间，图表中氢气物质的量不变，说明反应达到平衡；
B、依据平衡三段式列式计算
CH₄（g）+H₂O（g）

催化剂

△

CO（g）+3H₂（g）
起始量（mol） 0.2       0.3            0       0
变化量（mol） 0.1       0.1           0.1      0.3
平衡量（mol） 0.1       0.2          0.1      0.3
n₁=0.1mol，n₂=0.2mol，n₃=0.1mol
          CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）
  4min时   0.09     0.1                  0.33
分析数据可知甲烷减小，水减小，氢气增多，不是加入的水蒸气；
C、升温平衡正向进行，气体物质的量增大，混合气体的平均相对分子质量减小；
D、反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向进行．

解答：解：A、在2min-3min之间，图表中氢气物质的量不变，说明反应达到平衡，故A正确；
B、依据平衡三段式列式计算
CH₄（g）+H₂O（g）

催化剂

△

CO（g）+3H₂（g）
起始量（mol） 0.2     0.3             0        0
变化量（mol） 0.1     0.1            0.1      0.3
平衡量（mol） 0.1     0.2            0.1        0.3
n₁=0.1mol，n₂=0.2mol，n₃=0.1mol
         CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）
4min时 0.09     0.1                 0.33
分析数据可知甲烷减小，水减小，氢气增多，不是加入的水蒸气，故B错误；
C、升温平衡正向进行，气体物质的量增大，混合气体的平均相对分子质量减小，故C正确；
D、反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向进行，甲烷的转化率减小，故D正确；
故选B．

点评：本题考查了化学平衡的分析判断，数据分析计算是解题关键，题目难度中等．