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8.在容积为100L的密闭容器中,加入1.0molCH4和2.0molH2O(g).一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H
已知CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示.回答下列问题:
(1)100℃时平衡常数为2.25×10-4 mol2•L-2.
(2)图中的p1<p2(填“<”、“>”或“=”),其理由是:相同温度时p1下CH4的转化率大于p2下CH4的转化率,由反应为气体体积增大的反应,压强越小转化率越高
(3)若100℃时该可逆反应的平衡常数是K1,200℃该该可逆反应的平衡常数是K2,则K1<K2(填“<”、“>”或“=”).其理由是据图象可知,该可逆反应的△H>0,温度升高,平衡正向移动.

分析 (1)由图可知,100℃时CH4的转化率为0.5,则
       CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)
开始  1               2               0              0
转化 0.5           0.5              0.5          1.5
平衡  0.5            1.5             0.5           1.5
K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比;
(2)图中温度相同时,p1对应的转化率大,该反应为气体体积增大的反应,增大压强平衡逆向移动;
(3)图中压强相同时,温度越高,转化率越大.

解答 解:(1)由图可知,100℃时CH4的转化率为0.5,则
       CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)
开始  1               2               0              0
转化 0.5           0.5              0.5          1.5
平衡  0.5            1.5             0.5           1.5
K=$\frac{(\frac{0.5}{100}mol/L)×(\frac{1.5}{100}mol)^{3}}{(\frac{0.5}{100}mol/L)(\frac{1.5}{100}mol/L)}$=2.25×10-4 mol2•L-2,
故答案为:2.25×10-4 mol2•L-2;
(2)图中温度相同时,p1对应的转化率大,由反应为气体体积增大的反应,压强越小转化率越高,则p1<p2,
故答案为:<;相同温度时p1下CH4的转化率大于p2下CH4的转化率,由反应为气体体积增大的反应,压强越小转化率越高;
(3)图中压强相同时,温度越高,转化率越大,则该可逆反应的△H>0,温度越高,K越大,则K1<K2,
故答案为:<;据图象可知,该可逆反应的△H>0,温度升高,平衡正向移动.

点评 本题考查化学平衡的计算,为高频考点,把握平衡三段法、K的计算及平衡移动为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,注意图中温度、压强对平衡移动的影响,题目难度不大.

练习册系列答案
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