工业上可利用“甲烷蒸气转化法生产氢气”,反应为:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g).已知温度、压强

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  • (1)从图1看出温度升高,甲烷的含量降低,正反应为放热反应,反应热△H大于0;

    若在恒温恒压时,向该平衡体系中通入氦气,使容器体积变大,平衡向气体体积增大的方向移动,即向正反应方向移动;

    故答案为:>;向正反应方向;

    (2)由图象可知,其他条件不变,升高温度,反应速率加快,甲烷的百分含量减小,平衡向正反应方向移动,

    故答案为:其他条件不变,升高温度,反应速率加快,平衡向正反应方向移动;

    (3)其他条件不变,压强为2MPa时,CH4平衡含量随水碳比的增大而减小,其关系曲线为

    故答案为:

    (4)根据化学平衡三段式计算 CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)

    起始浓度(mol/L):0.50.500

    变化浓度(mol/L):0.40.4 0.41.2

    平衡浓度(mol/L):0.10.1 0.41.2

    v(H2)=

    △c(H2)

    △t=[1.2mol/L/6min]=0.2mol?L-1?min-1

    平衡常数K=

    c(CO)?c3(H2)

    c(CH4)?c(H2O)=

    0.4×1.23

    0.1×0.1=69.1.

    答:6分钟H2的平均反应速率和该温度下反应的平衡常数分别为0.2mol?L-1?min-1、69.1.