Question

8．在容積為100L的密閉容器中，加入1.0molCH₄和2.0molH₂O（g）．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H
已知CH₄的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示．回答下列問題：
（1）100℃時平衡常數(shù)為2.25×10^-4 mol²•L^-2．
（2）圖中的p₁＜p₂（填“＜”、“＞”或“=”），其理由是：相同溫度時p₁下CH₄的轉(zhuǎn)化率大于p₂下CH₄的轉(zhuǎn)化率，由反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，壓強越小轉(zhuǎn)化率越高
（3）若100℃時該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)是K₁，200℃該該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)是K₂，則K₁＜K₂（填“＜”、“＞”或“=”）．其理由是據(jù)圖象可知，該可逆反應(yīng)的△H＞0，溫度升高，平衡正向移動．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，100℃時CH₄的轉(zhuǎn)化率為0.5，則
       CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）
開始  1               2               0              0
轉(zhuǎn)化 0.5           0.5              0.5          1.5
平衡  0.5            1.5             0.5           1.5
K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；
（2）圖中溫度相同時，p₁對應(yīng)的轉(zhuǎn)化率大，該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強平衡逆向移動；
（3）圖中壓強相同時，溫度越高，轉(zhuǎn)化率越大．

解答 解：（1）由圖可知，100℃時CH₄的轉(zhuǎn)化率為0.5，則
       CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）
開始  1               2               0              0
轉(zhuǎn)化 0.5           0.5              0.5          1.5
平衡  0.5            1.5             0.5           1.5
K=$\frac{（\frac{0.5}{100}mol/L）×（\frac{1.5}{100}mol）^{3}}{（\frac{0.5}{100}mol/L）（\frac{1.5}{100}mol/L）}$=2.25×10^-4 mol²•L^-2，
故答案為：2.25×10^-4 mol²•L^-2；
（2）圖中溫度相同時，p₁對應(yīng)的轉(zhuǎn)化率大，由反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，壓強越小轉(zhuǎn)化率越高，則p₁＜p₂，
故答案為：＜；相同溫度時p₁下CH₄的轉(zhuǎn)化率大于p₂下CH₄的轉(zhuǎn)化率，由反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，壓強越小轉(zhuǎn)化率越高；
（3）圖中壓強相同時，溫度越高，轉(zhuǎn)化率越大，則該可逆反應(yīng)的△H＞0，溫度越高，K越大，則K₁＜K₂，
故答案為：＜；據(jù)圖象可知，該可逆反應(yīng)的△H＞0，溫度升高，平衡正向移動．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握平衡三段法、K的計算及平衡移動為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計算能力的考查，注意圖中溫度、壓強對平衡移動的影響，題目難度不大．