Question

【題目】研究CO2與CH4的反應使之轉化為H2和CO對減緩燃料危機，減少溫室效應具有重大意義。已知CH4(g)+CO2(g)→2H2(g)+2CO(g)。

（1）該反應的平衡常數K=__。在2L密閉容器中，通入CO2和CH4的混合氣體，30min后CH4的質量減少了4.8g，則v(CH4)__。

（2）根據如圖可得出n(CO2)消耗__n(CH4)消耗（填“＞”、“＜”和“＝”，原因是___。

Answer 1

【答案】 0.005mol/(L·min) ＞ 有水生成，平衡時n(H2)＜n(CO)，說明部分CO2和H2發生了反應

【解析】

（1）平衡常數K=生成物濃度的冪之積/反應物濃度的冪之積；據此寫出該反應的平衡常數K的表達式；根據30min后CH4的質量的變化量，求出變化的濃度，根據v(CH4)=c/t進行計算；

（2）根據圖中信息，有水生成，平衡時n（H2）＜n(CO)，所以反應中二氧化碳的消耗量大于甲烷的消耗量，說明部分CO2和H2發生了反應。

（1）已知CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g)，根據平衡常數的定義可知，該反應的平衡常數K=；在2L密閉容器中，通入CO2和CH4的混合氣體，30min后CH4的質量減少了4.8g，減小的甲烷的物質的量為4.8g/16g/mol=0.3mol，濃度的變化為0.3mol/2L=0.15mol/L；則v(CH4)=c/t=0.15mol/L/30min=0.005mol/(L·min)；

故答案是：；0.005mol/(L·min) ；

（2）根據圖中信息，有水生成，平衡時n（H2）＜n(CO)，所以反應中二氧化碳的消耗量大于甲烷的消耗量， 即n(CO2)消耗大于n(CH4)消耗；說明部分CO2和H2發生了反應；

故答案是：＞ ；有水生成，平衡時n(H2)＜n(CO)，說明部分CO2和H2發生了反應。