Question

（2011?防城港一模）工业上制备化工原料CO和H2可利用如下反应：CH4（g）+H2O（g）  催化剂 △  CO（g）+3H2（g）△H＞0 将0.20molCH4和0.30molH2O（g）通入容积可变的密闭容器中，在一定条件下上述反应，各物质的量随时间变化如下表： t/min n（CH4）/mol n（H2O）/mol n（CO）/mol n（H2）/mol 0 0.20 0.30 0 0 2 n1 n2 n3 0.30 3 n1 n2 n3 0.30 4 0.09 n1 n4 0.33 下列说法错误的是（　　）

A．在2min-3min之间反应处于平衡状态

B．3min-4min之间，容器内H₂增多的原因是充入了水蒸气

C．其他条件不变时升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小

D．其他条件不变时增大压强，CH₄的转化率减小

Answer 1

分析：A、在2min-3min之间，图表中氢气物质的量不变，说明反应达到平衡；
B、依据平衡三段式列式计算
              CH₄（g）+H₂O（g）

催化剂

△

CO（g）+3H₂（g）
起始量（mol） 0.2       0.3            0       0
变化量（mol） 0.1       0.1           0.1      0.3
平衡量（mol） 0.1       0.2           0.1      0.3
n₁=0.1mol，n₂=0.2mol，n₃=0.1mol
           CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）
  4min时   0.09     0.1                  0.33
分析数据可知甲烷减小，水减小，氢气增多，不是加入的水蒸气；
C、升温平衡正向进行，气体物质的量增大，混合气体的平均相对分子质量减小；
D、反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向进行．

解答：解：A、在2min-3min之间，图表中氢气物质的量不变，说明反应达到平衡，故A正确；
B、依据平衡三段式列式计算
             CH₄（g）+H₂O（g）

催化剂

△

CO（g）+3H₂（g）
起始量（mol） 0.2     0.3             0        0
变化量（mol） 0.1     0.1            0.1       0.3
平衡量（mol） 0.1     0.2            0.1        0.3
n₁=0.1mol，n₂=0.2mol，n₃=0.1mol
         CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）
4min时 0.09     0.1                 0.33
分析数据可知甲烷减小，水减小，氢气增多，不是加入的水蒸气，故B错误；
C、升温平衡正向进行，气体物质的量增大，混合气体的平均相对分子质量减小，故C正确；
D、反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向进行，甲烷的转化率减小，故D正确；
故选B．

点评：本题考查了化学平衡的分析判断，数据分析计算是解题关键，题目难度中等．