题目内容

在一固定体积的密闭容器中,在900℃时发生反应:CH4(g)+H2O(g)
 催化剂 
.
 
CH3OH(g)+H2(g);△H=-Q KJ/mol(Q>0).容器内各物质的浓度(mol/L)变化如下:(在900℃其化学平衡常数K=1.0)
时间/minCH4H2OCH3OHH2
00.2000.30000
20.1380.2380.0620.062
3c1c2c3c3
4c1c2c3c3
(1)下列可以作为判断该反应已经达到化学平衡状态依据的是
 
.
A.容器内压强不变             B.v正(H2)=v逆(CH4)
C.混合气体中CH3OH的浓度不变  D.c(CH3OH)=c(CH4)
(2)若在900℃时向反应容器中充入H2O,K值
 
(填“增大”“减小”或“不变”,下同);若升高反应体系的温度,K值
 
.
(3)上表中:c1=
 
mol/L,H2O的转化率为
 
.
考点:化学平衡状态的判断,化学平衡常数的含义,化学平衡的计算
专题:化学平衡专题
分析:(1)根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态;
(2)平衡常数K只是温度的函数;正反应是放热反应,温度升高K变小;
(3)根据平衡常数和三行式来解.
解答: 解:(1)A.容器内压强始终不变,故错误;
B.v正(H2)=v正(CH4)=v逆(CH4),故正确;
C.混合气体中CH3OH的浓度不变,说明正逆反应速率相等,故正确;
D.c(CH3OH)=c(CH4),而不是不变,故错误;
故选BC;
(2)温度不变,平衡常数不变,正反应是放热反应,温度升高K变小,故答案为:不变;减小;
(3)由表可知3min后反应达平衡状态,
       CH4(g)+H2O(g)
 催化剂 
.
 
CH3OH(g)+H2(g)
初起量:0.200  0.300              0       0
变化量:x       x              x        x
平衡量:0.200-x 0.300-x        x        x
所以K=
x2
(0.200-x)×(0.300-x)
=1
解得x=0.12mol/L,c1=(0.2-0.12)mol/L=0.08mol/L;
H2O的转化率为:
0.12mol/L
0.300mol/L 
×100%=40%,
故答案为:0.08;40%.
点评:本题考查较为综合,题目难度中等,难度较大,注意“始、转、平”是解决有关化学平衡的“三段论”解题法,当三组量一旦确定,可以解答有关平衡的平衡常数计算、转化率等的关键.
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