解答:
解:①已知:a、CH
4(g)+
O
2(g)?CO(g)+2H
2O(g)△H
1b、H
2(g)+
O
2(g)?H
2O(g)△H
2依据盖斯定律计算a-3b得到:CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g)的△H=(△H
1-3△H
2 )
故答案为:△H
1-3△H
2 ;
②一定条件下反应CH
4(g)+H
2O(g)?CO+3H
2(g)中CH
4的平衡转化率与温度、压强的关系如图,且T
2>T
1,压强不变,随温度升高甲烷转化率增大,说明升温平衡正向进行,正反应△H>0,平衡常数增大K
A<K
B,;
故答案为:>;<;
③维持温度T
2,将0.04mol CH
4(g)和0.04mol H
2O(g)通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应,平衡时达到B点,测得CH
4的转化率为50%,依据化学平衡三段式列式:
CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g)
起始量(mol/L) 0.04 0.04 0 0
变化量(mol/L)0.02 0.02 0.02 0.06
平衡量(mol/L)0.02 0.02 0.02 0.06
平衡常数K=
=0.0108
CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g)反应是气体体积增大的吸热反应,
A.容器内CH
4﹑H
2O﹑CO﹑H
2单位物质的量之比为1:1:1:3,符合反应比,但不能说明正逆反应速率相同,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.反应前后气体质量和体积不变,容器内气体的密度始终恒定,不能说明反应达到平衡状态,故B错误;
C.反应前后气体体积增大,容器内气体的压强恒定说明反应达到平衡状态,故C正确;
D.3v(CO)=v(H
2),是反应速率之比等于化学方程式计量数之比,但不能说明正逆反应速率相同,故D错误;
故答案为:0.0108;C;
④在上述B点平衡基础上,向容器中再通入a mol CH
4和a mol H
2O气体,使之在C点重新达平衡,此时测得CO有0.03mol,温度不变,平衡常数不变,结合三段式列式计算得到;
CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g)
起始量(mol/L) 0.04+a 0.04+a 0 0
变化量(mol/L)0.03 0.03 0.03 0.09
平衡量(mol/L)0.01+a 0.01+a 0.03 0.09
K=
=0.0108,a=0.035;
故答案为:0.035;