题目内容
生产甲醇的原料CO、H2可由下列反应制取：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g），试回答下列问题．①已知：CH4（g）+
| 3 |
| 2 |
H2（g）+
| 1 |
| 2 |
则CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）的△H=
②一定条件下反应CH4（g）+H2O（g）?CO+3H2（g）中CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图，且T2＞T1，则上述反应的△H
③维持温度T2，将0.04mol CH4（g）和0.04mol H2O（g）通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应，平衡时达到B点，测得CH4的转化率为50%，该反应在此温度下的平衡常数KB=
A．容器内CH4﹑H2O﹑CO﹑H2单位物质的量之比为1：1：1：3
B．容器内气体的密度恒定
C．容器内气体的压强恒定
D.3v（CO）=v（H2）
④在上述B点平衡基础上，向容器中再通入a mol CH4和a mol H2O气体，使之在C点重新达平衡，此时测得CO有0.03mol，则a=
考点：热化学方程式,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断,转化率随温度、压强的变化曲线,化学平衡的计算
专题：化学平衡专题
分析：①依据热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式；
②依据定一议二的方法，压强不变，随温度升高甲烷转化率增大，说明升温平衡正向进行，平衡常数增大；
③依据化学三段式列式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到；化学反应达到平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变分析选项；
④B点改变浓度平衡常数不变，依据平衡常数不变列式计算；
②依据定一议二的方法，压强不变，随温度升高甲烷转化率增大，说明升温平衡正向进行，平衡常数增大；
③依据化学三段式列式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到；化学反应达到平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变分析选项；
④B点改变浓度平衡常数不变，依据平衡常数不变列式计算；
解答：
解：①已知：a、CH4（g）+
O2（g）?CO（g）+2H2O（g）△H1
b、H2（g）+
O2（g）?H2O（g）△H2
依据盖斯定律计算a-3b得到：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）的△H=（△H1-3△H2 ）
故答案为：△H1-3△H2 ；
②一定条件下反应CH4（g）+H2O（g）?CO+3H2（g）中CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图，且T2＞T1，压强不变，随温度升高甲烷转化率增大，说明升温平衡正向进行，正反应△H＞0，平衡常数增大KA＜KB，；
故答案为：＞；＜；
③维持温度T2，将0.04mol CH4（g）和0.04mol H2O（g）通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应，平衡时达到B点，测得CH4的转化率为50%，依据化学平衡三段式列式：
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）
起始量（mol/L） 0.04 0.04 0 0
变化量（mol/L）0.02 0.02 0.02 0.06
平衡量（mol/L）0.02 0.02 0.02 0.06
平衡常数K=
=0.0108
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）反应是气体体积增大的吸热反应，
A．容器内CH4﹑H2O﹑CO﹑H2单位物质的量之比为1：1：1：3，符合反应比，但不能说明正逆反应速率相同，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
B．反应前后气体质量和体积不变，容器内气体的密度始终恒定，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；
C．反应前后气体体积增大，容器内气体的压强恒定说明反应达到平衡状态，故C正确；
D.3v（CO）=v（H2），是反应速率之比等于化学方程式计量数之比，但不能说明正逆反应速率相同，故D错误；
故答案为：0.0108；C；
④在上述B点平衡基础上，向容器中再通入a mol CH4和a mol H2O气体，使之在C点重新达平衡，此时测得CO有0.03mol，温度不变，平衡常数不变，结合三段式列式计算得到；
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）
起始量（mol/L） 0.04+a 0.04+a 0 0
变化量（mol/L）0.03 0.03 0.03 0.09
平衡量（mol/L）0.01+a 0.01+a 0.03 0.09
K=
=0.0108，a=0.035；
故答案为：0.035；
| 3 |
| 2 |
b、H2（g）+
| 1 |
| 2 |
依据盖斯定律计算a-3b得到：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）的△H=（△H1-3△H2 ）
故答案为：△H1-3△H2 ；
②一定条件下反应CH4（g）+H2O（g）?CO+3H2（g）中CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图，且T2＞T1，压强不变，随温度升高甲烷转化率增大，说明升温平衡正向进行，正反应△H＞0，平衡常数增大KA＜KB，；
故答案为：＞；＜；
③维持温度T2，将0.04mol CH4（g）和0.04mol H2O（g）通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应，平衡时达到B点，测得CH4的转化率为50%，依据化学平衡三段式列式：
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）
起始量（mol/L） 0.04 0.04 0 0
变化量（mol/L）0.02 0.02 0.02 0.06
平衡量（mol/L）0.02 0.02 0.02 0.06
平衡常数K=
| 0.02×0.063 |
| 0.02×0.02 |
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）反应是气体体积增大的吸热反应，
A．容器内CH4﹑H2O﹑CO﹑H2单位物质的量之比为1：1：1：3，符合反应比，但不能说明正逆反应速率相同，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
B．反应前后气体质量和体积不变，容器内气体的密度始终恒定，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；
C．反应前后气体体积增大，容器内气体的压强恒定说明反应达到平衡状态，故C正确；
D.3v（CO）=v（H2），是反应速率之比等于化学方程式计量数之比，但不能说明正逆反应速率相同，故D错误；
故答案为：0.0108；C；
④在上述B点平衡基础上，向容器中再通入a mol CH4和a mol H2O气体，使之在C点重新达平衡，此时测得CO有0.03mol，温度不变，平衡常数不变，结合三段式列式计算得到；
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）
起始量（mol/L） 0.04+a 0.04+a 0 0
变化量（mol/L）0.03 0.03 0.03 0.09
平衡量（mol/L）0.01+a 0.01+a 0.03 0.09
K=
| 0.03×0.093 |
| (0.01+a)2 |
故答案为：0.035；
点评：本题考查了热化学方程式书写方法，化学平衡影响因素和平衡标志的分析判断，平衡常数反应速率计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目
下列关于NO与NO2的叙述正确的是（ ）
| A、常温下都是无色气体 |
| B、常温下都难溶于水 |
| C、一定条件下，可相互转化 |
| D、都可用排水法收集 |
【化学-选修3：物质结构与性质】
