合成气的主要成分是一氧化碳和氢气,可用于合成二甲醚等清洁燃料.从天然气获得合成气过程中可能发生为:CH4(g)+H2O(
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解题思路:(1)由图可知,在5~10分钟、12分钟后,甲烷浓度不变,是平衡状态;10min时甲烷的浓度继续减小,该反应向正反应方向移动,该反应是吸热反应;

(2)甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2,且甲、乙两容器初始容积相等,由图可知,甲的体积不变,乙的压强不变,则假定甲不变,乙中发生CH4+CO2⇌2CO+2H2,其体积增大,则相当于压强减小,化学平衡向正反应方向移动,乙容器中CH4的转化率增大,但压强小,反应速率减慢,则达到平衡的时间变长;

(3)①利用Qc与K的关系判断反应进行的方向,从而确定正逆反应速率的关系;

②800℃时,反应的化学平衡常数K=1.0,利用三段式求出平衡时CO转化的量,再求转化率.

(1)由图可知,由图可知,在5~10分钟、12分钟后,甲烷浓度不变,是平衡状态;10min时甲烷的浓度继续减小,该反应向正反应方向移动,而该反应为吸热反应,则升高温度符合题意,

故答案为:5~10分钟、12分钟后;升高温度;

(2)甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2,且甲、乙两容器初始容积相等,由图可知,甲的体积不变,乙的压强不变,则假定甲不变,乙中发生CH4+CO2⇌2CO+2H2,其体积增大,则相当于压强减小,化学平衡向正反应方向移动,乙容器中CH4的转化率增大,但压强小,反应速率减慢,则达到平衡的时间变长,则乙中CH4的转化率随时间变化的图象为:

故答案为:

(3)由表格中的数据可知,气体的体积相同,则物质的量与浓度成正比,Qc=[2.0×2.0/2.0×8.5]<K=1.0,该反应向正反应方向移动,则正反应速率大于逆反应速率,即选a,

故答案为:a;

②800℃时,反应的化学平衡常数K=1.0,向体积为2L的密闭容器中充入2mol CO和4mol H2O,设参加反应的CO为xmol;

CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)

起始量(mol):2 4 0 0

转化量(mol):x x x x

平衡量(mol):2-x 4-x xx

K=

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)=

x

2•

x

2

2−x

2•

4−x

2=1,

所以x=[4/3]mol,

所以平衡时CO的转化率为:

4

3mol

2mol×100%=66.7%,

答:达到平衡时CO的转化率66.7%.

点评:

本题考点: 物质的量或浓度随时间的变化曲线;化学平衡建立的过程.

考点点评: 本题考查化学反应速率的计算,化学平衡的移动及反应方向的判断,平衡常数的应用,难度较大,(2)是学生解答中的难点,注意利用思维转化的方法来解答.