Question

2．工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）；△H=+206kJ/mol，一定条件下向体积为1L的密闭容器中充入1mol CH₄和1mol H₂O，测得CH₄（g）和CO（g）的浓度随时间变化曲线如图所示，下列说法正确的是（　　）

• A． 10min时用CH₄表示的反应速率为0.075 mol•L^-1•min^-1
• B． 使用高效催化剂能够增大CO的产率
• C． 该条件下反应的平衡常数为0.1875
• D． 升高温度能使$\frac{c（C{H}_{4}）}{c（CO）}$增大

Answer 1

分析 A.0～10min时CH₄的浓度减少1mol/L-0.75mol/L=0.25mol/L，结合v=$\frac{△c}{△t}$计算；
B．催化剂对平衡移动无影响；
C．结合图及反应CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）
                开始   1              1              0              0
                转化  0.25        0.25           0.25         0.75
                平衡  0.75        0.75           0.25         0.75
K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，结合平衡浓度计算K；
D．△H＞0，为吸热反应，升高温度，平衡正向移动．

解答 解：A.0～10min时CH₄的浓度减少1mol/L-0.75mol/L=0.25mol/L，10min内用CH₄表示的反应速率为v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.25mol/L}{10min}$=0.025 mol•L^-1•min^-1，故A错误；
B．催化剂对平衡移动无影响，则使用高效催化剂，CO的产率不变，故B错误；
C．结合图及反应CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）
                开始   1              1              0              0
                转化  0.25        0.25           0.25         0.75
                平衡  0.75        0.75           0.25         0.75
K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，K=$\frac{0.25×0.7{5}^{3}}{0.75×0.75}$=0.1875，故C正确；
D．△H＞0，为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，能使$\frac{c（C{H}_{4}）}{c（CO）}$减小，故D错误；
故选C．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握化学平衡三段法、转化率和速率计算等为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意平衡移动的影响因素，题目难度不大．