Question

16．近年来大气问题受到人们越来越多的关注．按要求回答下列问题：
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．在2L密闭容器中，通入5mol CH₄与5mol CO₂的混合气体，一定条件下发生上述反应，测得CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图．

则p₁、p₂、p₃、p₄由大到小的顺序p₄＞p₃＞p₂＞p₁，该反应的正反应是吸热（填“吸热”或“放热”）反应，当1000℃甲烷的转化率为80%时，该反应的平衡常数K=1024 mol²•L^-2．

Answer 1

分析 温度一定条件下，增大压强平衡逆向移动，CH₄的平衡转化率减小；
由图可知，压强一定时，升高温度，甲烷的转化率增大，说明升高温度平衡正向移动；
1000℃甲烷的转化率为80%，则转化的甲烷为5mol×80%=4mol，则：
           CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）
起始量（mol）：5       5         0       0
变化量（mol）：4       4         8       8
平衡量（mol）：1       1         8       8
再根据K=$\frac{{c}^{2}（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}{c（C{H}_{4}）×c（C{O}_{2}）}$计算平衡常数．

解答 解：温度一定条件下，增大压强平衡逆向移动，CH₄的平衡转化率减小，故压强p₄＞p₃＞p₂＞p₁；
由图可知，压强一定时，升高温度，甲烷的转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，而升高温度平衡向吸热反应方向移动，故正反应为吸热反应；
1000℃甲烷的转化率为80%，则转化的甲烷为5mol×80%=4mol，则：
            CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）
起始量（mol）：5        5        0       0
变化量（mol）：4        4        8       8
平衡量（mol）：1        1        8       8
容器容积为2L，则平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}{c（C{H}_{4}）×c（C{O}_{2}）}$=$\frac{（\frac{8mol}{2L}）^{2}×（\frac{8mol}{2L}）^{2}}{\frac{1mol}{2L}×\frac{1mol}{2L}}$=1024 mol²•L^-2，
故答案为：p₄＞p₃＞p₂＞p₁；吸热；1024 mol²•L^-2．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学平衡图象、平衡常数等，注意化学平衡常数及单位与化学计量数有关．