Question

以天然气为原料合成尿素的生产中有以下的主要反应：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）（正反应为吸热反应）
请根据题目要求回答下列问题：
（1）在一定的条件下，将0.05mol CH₄和0.10mol H₂O（g）放入容积为2L的密闭容器中，20s时有0.02mol CO生成，则CO的化学反应速率为

 

．
（2）该反应达到平衡的标志为

 

（填序号）．
①CH₄消耗的反应速率和CO消耗的反应速率相等
②CH₄、H₂O、CO、H₂的浓度都相等
③CH₄、H₂O、CO、H₂的浓度都不再发生变化
④正、逆反应速率都为零
⑤容器中混合气体的压强不再变化
（3）若达到平衡时，CO的物质的量为0.04mol，则平衡时CH₄的转化率是多少？

Answer 1

考点：反应速率的定量表示方法,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）依据化学反应速率V=

△c

△t

计算；
（2）化学平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，据此分析选项；
（3）利用化学平衡三段式列式计算，转化率=

消耗量

起始量

×100%计算得到．

解答： 解：（1）v（CO）=

△n

V?△t

=

0.02mol

2L×20s

=5×10^-4mol/（L?s），故答案为：5×10^-4mol/（L?s）；
（2）①能体现v（正）=v（逆），故①正确；
②反应达到平衡时各组分的浓度不变而非相等，故②错；
③CH₄、H₂O、CO、H₂的浓度都不再发生变化，是平衡标志，故③正确；
④平衡状态时，v（正）=v（逆）＞0，故④错误；
⑤因该反应是气体分子数变化的反应，故压强不变时，能证明反应达到平衡，故⑤正确
故答案为：①③⑤；
（3）CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）
n（初）/mol  0.05     0.10        0      0
△n/mol     0.04      0.04      0.04    0.04
n（平）/mol  0.01     0.06      0.04     0.04
故CH₄转化率为

0.04

0.05

×100%=80%，
答：若达到平衡时，CO的物质的量为0.04mol，则平衡时CH₄的转化率是80%．

点评：本题考查了化学反应速率的概念分析和计算应用，平衡标志的理解判断，掌握基础是关键，题目较简单．