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天然氣的主要成分是甲烷．在某平衡體系中存在CH4、H2O、CO、H2四種氣體，其平衡常數(shù)表達式為k=
c(CO)?c3(H2)
c(CH4)?c(H2O) 
．已知溫度、壓強和水碳比[
n(H2O)
n(CH4)
]對甲烷轉化反應的影響如圖：

請回答下列問題：
（1）寫出該可逆反應的化學方程式：
CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）
CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）

（2）根據圖判斷△H
＞
＞
0，△S
＞
＞
0（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）假設上述反應在恒容、恒溫下進行，判斷反應達到平衡狀態(tài)時的標志是
AC
AC

A．CO減少的化學反應速率和H2O減少的化學反應速率相等
B．CO、H2O（g）、CH4、H2的濃度都相等
C．CO、H20（g）、CH4、H2的濃度都不再發(fā)生變化
D．正、逆反應速率都為零
（4）在圖畫出壓強為2MPa時，CH4平衡含量與水碳比之間關系曲線
．
分析：（1）根據平衡常數(shù)可知，反應中CO和H為生成物，CH4和H2O為反應，以此書寫反應的化學方程式；
（2）根據平衡移動曲線的變化特點判斷反應熱，根據混亂度的變化來判斷熵變；
（3）根據化學平衡為動態(tài)平衡，達到平衡時正逆反應速率相等，各物質的濃度不再發(fā)生改變來判斷平衡狀態(tài)；
（4）根據壓強增大平衡向逆反應方向移動來畫出曲線．
解答：解：（1）根據平衡常數(shù)可知，反應中CO和H為生成物，CH4和H2O為反應，
反應的化學方程式為CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g），
故答案為：CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）；
（2）根據圖象中曲線的變化趨勢可知，當溫度升高時，甲烷的百分含量減小，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，則正反應吸熱，△H＞0，生成物氣體的物質的量大于反應物氣體的物質的量，混亂度增大，則△S＞0，
故答案為：＞；＞；
（3）A．CO減少的化學反應速率和H2O減少的化學反應速率相等，說明正逆反應速率相等，達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．CO、H2O（g）、CH4、H2的濃度都相等，不能說明達到平衡狀態(tài)，平衡時各物質的濃度取決于反應時各種物質的配比數(shù)和反應的程度，故B錯誤；
C．CO、H20（g）、CH4、H2的濃度都不再發(fā)生變化，說明達到平衡狀態(tài)，故C正確；
D．正、逆反應速率都為零，不正確，化學平衡為動態(tài)平衡，平衡時正逆反應速率相等，不為0，故D錯誤．
故答案為：AC；
（4）壓強增大，平衡向逆反應方向移動，甲烷的平衡含量減小，故答案為：
點評：本題考查化學平衡移動以及平衡移動圖象問題，題目難度不大，本題注意把握如何判斷平衡狀態(tài)的標志問題．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣，可用于合成二甲醚等清潔燃料．從天然氣獲得合成氣過程中可能發(fā)生的反應有：
①CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H1=+206.1kJ/mol
②CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）△H2=+247.3kJ/mol
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3

請回答下列問題：
（1）在一密閉容器中進行反應①，測得CH4的物質的量濃度隨反應時間的變化如圖1所示．反應進行的前5min內，v（H2）=
0.3mol/（L?min）
0.3mol/（L?min）
；10min時，改變的外界條件可能是
升高溫度
升高溫度
．
（2）如圖2所示，在甲、乙兩容器中分別充入等物質的量的CH4和CO2，使甲、乙兩容器初始容積相等．在相同溫度下發(fā)生反應②，并維持反應過程中溫度不變．已知甲容器中CH4的轉化率隨時間變化的圖象如圖3所示，請在圖3中畫出乙容器中CH4的轉化率隨時間變化的圖象
．
（3）反應③中△H3=
-41.2kJ/mol
-41.2kJ/mol
．800℃時，反應③的化學平衡常數(shù)K=1.0，某時刻測得該溫度下的密閉容器中各物質的物質的量見下表：
CO H2O CO2 H2
0.5mol 8.5mol 2.0mol 2.0mol
此時反應③中正、逆反應速率的關系式是
a
a
（填代號）．
a．v（正）＞v（逆）       b．v（正）＜v（逆）        c．v（正）=v（逆）       d．無法判斷．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣，可用于合成二甲醚等清潔燃料．從天然氣獲得合成氣過程中可能發(fā)生的反應有：
①CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H1=+206.1kJ/mol
②CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）△H2=+247.3kJ/mol
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3
請回答下列問題：
（1）在一密閉容器中進行反應①，測得CH4的物質的量濃度隨反應時間的變化如圖1所示．10min時，改變的外界條件可能是
升高溫度
升高溫度
．

（2）如圖2所示，在甲、乙兩容器中分別充入等物質的量的CH4和CO2，使甲、乙兩容器初始容積相等．在相同溫度下發(fā)生反應②，并維持反應過程中溫度不變．已知甲容器中CH4的轉化率隨時間變化的圖象如圖3所示，請在圖3中畫出乙容器中CH4的轉化率隨時間變化的圖象．
（3）反應③中△H3=
-41.2kJ/mol
-41.2kJ/mol
．800℃時，反應③的化學平衡常數(shù)K=1.0，某時刻測得該溫度下的密閉容器中各物質的物質的量見下表：
CO H2O CO2 H2
0.5mol 8.5mol 2.0mol 2.0mol
此時反應③中正、逆反應速率的關系式是
a
a
（填代號）．
a．v（正）＞v（逆）   b．v（正）＜v（逆）   c．v（正）=v（逆）  d．無法判斷
（4）800K時下列起始體積相同的密閉容器中充入2mol SO2、1mol O2，其反應是2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）；△H=-96.56kJ?mol-1，甲容器在反應過程中保持壓強不變，乙容器保持體積不變，丙容器維持絕熱，三容器各自建立化學平衡．
①達到平衡時，平衡常數(shù)K（甲）
=
=
K（乙）
＞
＞
K（丙）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②達到平衡時SO2的濃度C（SO2）（甲）
＜
＜
C（SO2）（乙
＜
＜
C（SO2）（丙）（填“＞”、“＜”或“=”）．

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科目：高中化學 來源： 題型：

合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣，可用于合成二甲醚等清潔燃料．從天然氣獲得合成氣過程中可能發(fā)生為：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H1=+206.1kJ/mol
請回答下列問題：
（1）在一密閉容器中進行反應①，測得CH4的物質的量濃度隨反應時間的變化如圖1所示．反應中處于平衡狀態(tài)的時間為
5～10分鐘、12分鐘后
5～10分鐘、12分鐘后
；10min時，改變的外界條件可能是
升高溫度
升高溫度
．
（2）如圖2所示，在甲、乙兩容器中分別充入等物質的量的CH4和CO2，使甲、乙兩容器初始容積相等．在相同溫度下發(fā)生反應②，并維持反應過程中溫度不變．已知甲容器中CH4的轉化率隨時間變化的圖象如圖3所示，請在圖3中畫出乙容器中CH4的轉化率隨時間變化的圖象．
（3）反應CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g） 800℃時，反應的化學平衡常數(shù)K=1.0．
①某時刻測得該溫度下的密閉容器中各物質的物質的量見下表：
CO H2O CO2 H2
0.5mol 8.5mol 2.0mol 2.0mol
此時反應中正、逆反應速率的關系式是
a
a
（填代號）．
a．v（正）＞v（逆）     b．v（正）＜v（逆）      c．v（正）=v（逆）     d．無法判斷
②800℃時，向體積為2L的密閉容器中充入2mol CO和4mol H2O，求達到平衡時CO的轉化率．

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科目：高中化學 來源： 題型：

精英家教網天然氣的主要成分甲烷燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式如下，請回答下列問題：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-889.6kJ/mol．
（1）反應物能量總和
 
（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物能量總和．
（2）若1mol甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水蒸氣，則放出的熱量
 
889.6kJ．（填“＞”、“＜”或“=”）
（3）已知氫氣燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式是：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-572kJ/mol，則相同質量的甲烷和氫氣，完全燃燒生成液態(tài)水，放熱較多的是
 
．
（4）如圖所示的甲池裝置是由CH4、O2和KOH溶液組成的新型燃料電池，利用該裝置可以將
 
能轉化為
 
能．
（5）乙池中的兩個電極一個是石墨電極，一個是鐵電極，工作時M、N兩個電極的質量都不減少，請回答下列問題：
（6）M電極的材料是
 
，N的電極電極反應式為：
 
；乙池的總反應式是
 
，通入甲烷的鉑電極上發(fā)生的電極反應式為
 
．
（7）在此過程中，乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時，甲池中理論上消耗氧氣為
 
 L（標準狀況下）；若此時乙池溶液的體積為400mL，則乙池中溶液的H+的濃度為
 
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣，可用于合成二甲醚等清潔燃料。從天然氣獲得合成氣過程中可能發(fā)生的反應有：

① CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)   ΔH1＝＋206.1 kJ/mol

② CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)  ΔH2＝＋247.3 kJ/mol

③ CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)    ΔH3

請回答下列問題：

⑴ 在一密閉容器中進行反應①，測得CH4的物質的量濃度隨反應時間的變化如圖1所示。反應進行的前5 min內， v(H2)＝  ▲  ；10 min時，改變的外界條件可能是  ▲  。

c/mol·L－1
 

⑵ 如圖2所示，在甲、乙兩容器中分別充入等物質的量的CH4和CO2，使甲、乙兩容器初始容積相等。在相同溫度下發(fā)生反應②，并維持反應過程中溫度不變。已知甲容器中CH4的轉化率隨時間變化的圖像如圖3所示，請在圖3中畫出乙容器中CH4的轉化率隨時間變化的圖像。

⑶ 反應③中ΔH3＝  ▲  。800℃時，反應③的化學平衡常數(shù)K＝1.0，某時刻測得該溫度下的密閉容器中各物質的物質的量見下表：

CO

H2O

CO2

H2

0.5 mol

8.5 mol

2.0 mol

2.0 mol

此時反應③中正、逆反應速率的關系式是  ▲  （填代號）。

a．v(正)＞v(逆)       b．v(正)＜v(逆)        c．v(正)＝v(逆)       d．無法判斷

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