Question

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

A.达平衡时,CH₄(        g)的转化率为75%

B.0～10 min 内，v(CO)＝0.075 mol•L^－1·min^-1

C.该反应的化学平衡常数K＝0.1875 mol•L^－1

D.当CH₄(g)的消耗速率与H₂O(g)的生成速率相等，反应到达平衡

Answer

D

【解析】

试题分析：根据图像可知，反应进行到10min时达到平衡状态，氢气和水蒸气的平衡浓度均是0.75mol/L，因此消耗水蒸气的浓度是1mol/L－0.75mol/L＝0.25mol/L，则：

                  CH4(g) +H2O(g)＝CO(g) +3H2(g)

起始浓度（mol/L）  1       1        0       0

转化浓度（mol/L） 0.25    0.25     0.25    0.75

平衡浓度（mol/L） 0.75    0.75     0.25    0.75

所以达平衡时,CH4(g)的转化率为×100%＝25%，A不正确；

0～10 min 内，v(CO)＝＝0.025 mol•L－1·min-1，B不正确；

该反应的化学平衡常数K＝=＝0.1875 mol2•L－2，C不正确；

CH4(g)的消耗速率与H2O(g)的生成速率方向相反，因此当二者相等时，反应达到平衡状态，D正确，答案选D。

考点：考查可逆反应反应速率、转化率和平衡常数的计算以及平衡状态的判断