Question

工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷：
CH₄（g）+H₂0（g）═C0（g）+3H₂（g）△H＞0，在一定条件下，向体积为1L的密闭容器中充入1molCH₄（g）和1molH₂0（g），测得H₂O（g）和H₂（g）的浓度随时间变化曲线如右图所示，下列说法正确的是（　　）

A．达平衡时，CH4（g）的转化率为75%

B．O-10min内，v（CO）=0.075mol?L-1．min-1

C．该反应的化学平衡常数K=O.1875mol?L-1

D．当CH4（g）的消耗速率与H20（g）的生成速率相等，反应到达平衡

Answer 1

A．由图可知，10min到达平衡，平衡时H₂的浓度变化量为0.75mol/L，浓度变化量之比等于化学计量数之比，故△c（CH₄）=

1

3

△c（H₂）=

1

3

×0.75mol/L=0.25mol/L，故甲烷的转化率为：

0.25mol/L

1mol/L

×100%=25%，故A错误；
B．由图可知，10min到达平衡，平衡时H₂的浓度变化量为0.75mol/L，浓度变化量之比等于化学计量数之比，故△c（CO）=

1

3

△c（H₂）=

1

3

×0.75mol/L=0.25mol/L，则v（CO）=

0.25mol/L

10min

=0.025mol?L^-1?min^-1，故B错误；
C．平衡时H₂的浓度变化量为0.75mol/L，则：
CH₄（g）+H₂0（g）═C0（g）+3H₂（g）
开始（mol/L）：1 1 0 0
变化（mol/L）：0.25 0.250.250.75
平衡（mol/L）：0.75 0.75 0.25 0.75
故该温度下平衡常数k=

0.25×0.753

0.75×0.75

=O.1875mol²?L^-2，故C错误；
D．不同物质表示的正、逆速率之比等于化学计量数之比，可逆反应到达平衡状态，当CH₄（g）的消耗速率与H₂0（g）的生成速率相等，等于化学计量数之比，说明到达平衡，故D正确；
故选D．