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的反应有：
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的反应有：①CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）△H1=+206.1kJ/mol
②CH4（g）+CO2（g）⇌2CO（g）+2H2（g）△H2=+247.3kJ/mol
③CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H3
请回答下列问题：
（1）在一密闭容器中进行反应①，测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示．反应进行的前5min内，v（H2）=______；10min时，改变的外界条件可能是______温度（填“升高”或“降低”）．
（2）反应③中△H3=______．800℃时，反应③的化学平衡常数K=1.0，某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：
| CO | H2O | CO2 | H2 |
| 0.5mol | 8.5mol | 2.0mol | 2.0mol |
A．v（正）＞v（逆）B．v（正）＜v（逆）C．v（正）=v（逆）D．无法判断．
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解题思路：（1）根据图可知，前5min内甲烷的浓度由1.00mol/L减小为0.50mol/L，以此计算v（H2），由图可知，10min时甲烷的浓度继续减小，该反应向正反应方向移动；
（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）根据盖斯定律可知，①-②可得反应③，再利用Q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．
（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）根据盖斯定律可知，①-②可得反应③，再利用Q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．
（1）根据图可知，前5min内甲烷的浓度由1.00mol/L减小为0.50mol/L，则v（CH4）=[1.00mol/L−0.50mol/L/5min]=0.1mol/（L•min），由化学计量数之比等于反应速率之比，则v（H2）=3×0.1mol/（L•min）=0.3mol/（L•min），由图可知，10min时甲烷的浓度继续减小，且反应速率增大，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：0.3 mol/（L•min）；升高温度；
（2）根据盖斯定律可知，①-②可得反应③，则△H3=+206.1kJ/mol-（+247.3kJ/mol）=-41.2kJ/mol，
800℃时，反应③的K=1.0时，正逆反应速率相等，化学平衡不移动；
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，Q=[2.0×2.0/0.5×8.5]＜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：-41.2 kJ/mol；A．
点评：
本题考点： 用盖斯定律进行有关反应热的计算；化学平衡的影响因素．
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，难度一般，（2）是学生解答中的难点，注意利用好浓度商与K的关系来解答．
1年前
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