Question

工業(yè)上可利用“甲烷蒸氣轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)氫氣”，反應(yīng)為：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。

已知溫度、壓強和水碳比[n(H2O)/ n(CH4)]對甲烷平衡含量（%）的影響如下圖1：

 

圖1（水碳比為3）                    圖2（800℃）

（1）CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。的△H_______0 (填“>”或“<”)；若在恒溫、恒壓時，向該平衡體系中通入氦氣平衡將             移動（填“向正應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”）。

（2）溫度對該反應(yīng)的反應(yīng)速率和平衡移動的影響是                                

                                                          。

（3）其他條件不變，請在圖2中畫出壓強為2 MPa時，甲烷平衡含量（%）與水碳比之間關(guān)系曲線。（只要求畫出大致的變化曲線）

（4）已知：在700℃，1MPa時，1mol CH4與1mol H2O在2L的密閉容器中反應(yīng)，6分鐘達(dá)到平衡，此時CH4的轉(zhuǎn)化率為80%，求這6分鐘H2的平均反應(yīng)速率和該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)是多少？（寫出計算過程，結(jié)果保留小數(shù)點后一位數(shù)字。）

Answer 1

（1）﹥（1分）向正反應(yīng)方向（1分）

（2）其他條件不變，升高溫度，反應(yīng)速率加快，平衡向正反應(yīng)方向移動。（或描述降溫的變化，（2分）

（3）如右圖（2分）（形狀1分，標(biāo)注1分）

（4）計算過程為：（三段式格式2分，速率1分，常數(shù)表達(dá)式1分，答案1分，共5分）

CH4(g)+H2O(g)    CO(g)+3H2(g) 

起始濃度（mol/L）: 0.5    0.5            0      0

變化濃度（mol/L）:0.4     0.4           0.4     1.2

平衡濃度（mol/L）:0.1     0.1           0.4     1.2

   (1分)

 (2分)（平衡常數(shù)沒寫單位不扣分）