Question

【題目】在恒容密閉容器中通入CH4與CO2，使其物質的量濃度均為1.0 mol·L－1，在一定條件下發生反應：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)，測得CH4的平衡轉化率與溫度及壓強的關系如圖所示：

則：(1)該反應的ΔH________0(填“<”“＝”或“>”)。

(2)壓強p1、p2、p3、p4由大到小的順序為______________。壓強為p4時，在b點：v(正)________v(逆)(填“<”“＝”或“>”)。

(3)對于氣相反應，用某組分(B)的平衡壓強p(B)代替物質的量濃度c(B)也可表示平衡常數(記作Kp)，則該反應的平衡常數的表達式Kp＝________；如果p4＝0.36 MPa，求a點的平衡常數Kp＝________ (保留3位有效數字，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數)。

(4)為探究速率與濃度的關系，該實驗中，根據相關實驗數據，粗略繪制出了2條速率—濃度關系曲線：v正～c(CH4)和v逆～c(CO)。

則：①與曲線v正～c(CH4)相對應的是上圖中曲線______(填“甲”或“乙”)。

②當降低到某一溫度時，反應重新達到平衡，相應的平衡點分別為________(填字母)。

Answer 1

【答案】> p4>p3>p2>p1 > 1.64 乙 B、F

【解析】

(1)根據圖示，壓強不變時，升高溫度，CH4的平衡轉化率增大，說明平衡向正反應方向移動。根據升溫時，平衡向吸熱反應方向移動，可知正反應為吸熱反應，ΔH>0；

(2)該平衡的正反應為氣體分子數增大的反應，溫度不變時，降低壓強，平衡向正反應方向移動，CH4的平衡轉化率增大，故p4>p3>p2>p1；壓強為p4時，b點未達到平衡，反應正向進行，故v(正)>v(逆)；

(3)由用平衡濃度表示的平衡常數類推可知，用平衡壓強表示的平衡常數Kp=；p4時a點CH4的平衡轉化率為80%，則平衡時c(CH4)=c(CO2)=0.2mol·L-1，c(CO)=c(H2)=1.6mol·L-1，則p(CH4)=p(CO2)=p4×=p4，p(CO)=p(H2)=p4×=p4，故Kp＝＝≈1.64；

(4)①CH4的濃度由1.0mol·L-1逐漸減小，而CO的濃度由0逐漸增加，故v正～c(CH4)相對應的曲線為乙；

②降低溫度，正、逆反應速率均減小，平衡向逆反應方向移動，則CH4的濃度增大，而CO的濃度減小，故相應的平衡點分別為B、F。