Question

2．工業上制備合成氣的工藝主要是水蒸氣重整甲烷：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）；△H=+206kJ/mol，一定條件下向體積為1L的密閉容器中充入1mol CH₄和1mol H₂O，測得CH₄（g）和CO（g）的濃度隨時間變化曲線如圖所示，下列說法正確的是（　　）

• A． 10min時用CH₄表示的反應速率為0.075 mol•L^-1•min^-1
• B． 使用高效催化劑能夠增大CO的產率
• C． 該條件下反應的平衡常數為0.1875
• D． 升高溫度能使$\frac{c（C{H}_{4}）}{c（CO）}$增大

Answer 1

分析 A.0～10min時CH₄的濃度減少1mol/L-0.75mol/L=0.25mol/L，結合v=$\frac{△c}{△t}$計算；
B．催化劑對平衡移動無影響；
C．結合圖及反應CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）
                開始   1              1              0              0
                轉化  0.25        0.25           0.25         0.75
                平衡  0.75        0.75           0.25         0.75
K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比，結合平衡濃度計算K；
D．△H＞0，為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動．

解答 解：A.0～10min時CH₄的濃度減少1mol/L-0.75mol/L=0.25mol/L，10min內用CH₄表示的反應速率為v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.25mol/L}{10min}$=0.025 mol•L^-1•min^-1，故A錯誤；
B．催化劑對平衡移動無影響，則使用高效催化劑，CO的產率不變，故B錯誤；
C．結合圖及反應CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）
                開始   1              1              0              0
                轉化  0.25        0.25           0.25         0.75
                平衡  0.75        0.75           0.25         0.75
K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比，K=$\frac{0.25×0.7{5}^{3}}{0.75×0.75}$=0.1875，故C正確；
D．△H＞0，為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，能使$\frac{c（C{H}_{4}）}{c（CO）}$減小，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握化學平衡三段法、轉化率和速率計算等為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意平衡移動的影響因素，題目難度不大．