Question

（10分）

⑴.在一定條件下，容積為 100 L密閉容器中發生反應：CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)；ΔH>0

將1.0 mol CH₄和2.0 mol H₂O(g)通入該密閉容器 l0 min時有0.1 mol CO生成，則10 min內該反應的平均速率v(H₂)                         。

⑵.在壓強為0.1 MPa條件下,容積為V L某密閉容器中a mol CO與 2a mol H₂在催化劑作用下反應生成甲醇：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)；CO的轉化率與溫度、壓強的關系如右圖所示。

①該反應的△H     0 (填“<”、“>”或“=”)。

②100℃時該反應的平衡常數K=                （用含a、V的代數式表示）。

③在溫度容積不變的情況下，向該密閉容器再增加a mol CO與 2a mol H₂，達到新平衡時，CO的轉化率　  　（填“增大”、“減小”或“不變”），平衡常數　  　（填“增大”、“減小”或“不變”）。

 

Answer 1

【答案】

(1)  0．0003 mo1·L ^－1·min^－1

(2)    ① <；     ②  V ²／a²             ③增大；不變

【解析】（1）CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)

        起始  1     2

        轉化                   0.1    0.3

所以v(H₂)=0.3mol÷100L÷10min=0．0003 mo1·L ^－1·min^－1

（2）①由圖可知，隨著溫度的升高，CO轉化率逐漸降低，所以平衡逆向進行，所以反應為放熱反應

②    CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)

起始   a     2a

轉化  0.5 a   1a         0.5 a

平衡  0.5a    a          0.5a

K=（0.5a÷V）÷(a/v)²×（0.5a÷V）= V ²／a²

③利用等效平衡原理，體積不變，則平衡正向移動，CO轉化率增大，但因為溫度沒變平衡常數不變。