Question

（16分）实现反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，△H0，对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义。

（1）已知：① 2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g) △H1＝－566 kJ·mol－1

② 2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) △H2＝－484 kJ·mol－1

③ CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(g) △H3＝－802 kJ·mol－1

则△H0＝ kJ·mol－1

（2）在密闭容器中，通入2.5mol的CH4与2.5mol CO2，一定条件下发生反应：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。

据图可知，p1、p2、 p3、p4由大到小的顺序 。

（3）CO和H2还可以通过反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2 (g) 制取。

① 在恒温恒容下，若从反应物出发建立平衡，已达到平衡的是

A．体系压强不再变化 B．CO与H2的物质的量之比为1:1

C．混合气体的密度保持不变 D．每消耗1mol H2O(g)的同时生成1mol H2

② 恒温下，在2L的密闭容器中同时投入四种物质，10min时达到平衡，测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2molH2(g)和2molC(s)，反应的平衡常数K= 。

若此时增大压强，平衡将向 (填“正”、“逆”)反应方向移动，t1min时达到新的平衡。

③ 请画出增大压强后10min～t1min时容器中H2物质的量n随时间变化的曲线图。

Answer 1

（1）+248 （３分，无“+”不扣分） ；

（2）P4> P3> P2> P1（3分）；

（3）① AC（４分,填一个对的给2分）;

② 1mol/L（2分,无单位不扣分）；逆（2分）

③

（2分，曲线右下端若连接到十字交叉点的不给分）

【解析】

试题分析：（1）由盖斯定律，③-②-①得反应：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H0：

故：△H0＝△H3－△H2－△H1＝－802 kJmol－1＋484 kJmol－1＋566 kJmol－1＝＋248kJmol－1。（2）①、由图像可知，相同条件下，p4、p3、p2、p1的CH4的转化率依次增大，又因为H4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)为气体分子数增加的反应，所以在温度不变的条件下，减压化学平衡正向移动，CH4的转化率增大，所以p4＞p3＞p2＞p1。（3） 通过反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)制取CO和H2：①A、因为反应在恒温恒容条件下反应，而反应为气体分子数增加的反应，若化学反应不平衡，压强会增大，若体系压强不变，则可说明达到了平衡状态；故A正确。B、反应开始加入C(s)和H2O(g)可知反应完全正向建立平衡，由化学方程式可知生成的CO和H2的物质的量是相等的，也就是说任意时刻H2与CO的物质的量之比总为1:1，所以当H2与CO的物质的量之比为1:1时不能确定是否达到平衡状态；故B错误。C、由方程式可知该反应为固体生成气体的反应，随着反应的进行，气体的质量增加，但体积不变，所以密度增大，当气体密度不变时，则说明反应达到了平衡状态；故C正确。D、消耗1mol H2O(g)表示的为正反应速率，生成1mol H2表示的仍为正反应速率，无法确定正反应速率与逆反应速率是否相等，所以无法确定是否达到平衡。故D错误。综上所述可以说明反应达到平衡的为AC。②、恒温下，在2L的密闭容器中同时投入四种物质，10min时达到平衡，测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2molH2(g)和2molC(s)，可得各气体物质的平衡浓度分别为：c(H2O)=1/2mol/L、c(CO)=1/2mol/L、c(H2)=1mol/L，则该反应的平衡常数：K=c(CO)×c(H2)/c(H2O)=1mol/L若此时加压，平衡向着气体分子数减小的方向即逆反应方向移动；③、在第10分钟时氢气的物质的量为2mol，随着化学反应的逆向移动，氢气的物质的量逐渐减小。但由于可逆反应不能进行到底，再次达平衡时氢气的物质的量应大于1mol。故图像为

考点：能正确书写热化学方程式，能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算。理解化学平衡和化学平衡常数的含义，能用化学平衡常数进行简单计算。理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。