Question

4．在密閉容器中通入物質的量濃度均為0.1的CH₄與CO₂，在一定條件下發(fā)生反應CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g），測得CH₄的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示．
①據圖可知，p₁、p₂、p₃、p₄由大到小的順序是P₄＞P₃＞P₂＞P₁；
②在壓強為p₄、1100°C的條件下，該反應5min時達到平衡X點，反應的平衡常數為1.64．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，溫度一定時，甲烷的轉化率α（P₁）＞α（P₂）＞α（P₃）＞α（P₄），據此結合方程式判斷壓強對平衡移動的影響進行解答；
（2）由圖可知，壓強為P₄、1100℃的條件下，到達平衡X點時甲烷的轉化率為80%，據此計算甲烷的濃度變化量，利用三段式計算平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數表達式計算該溫度下的平衡常數．

解答 解：由圖可知，溫度一定時，甲烷的轉化率α（P₁）＞α（P₂）＞α（P₃）＞α（P₄），該反應正反應是氣體體積增大的反應，增大壓強平衡向逆反應進行，甲烷的轉化率降低，故壓強P₄＞P₃＞P₂＞P₁，
故答案為：P₄＞P₃＞P₂＞P₁；
（2）由圖可知，壓強為P₄、1100℃的條件下，達到平衡X點時甲烷的轉化率為80%，甲烷的濃度變化量為0.1mol/L×80%=0.08mol/L，則：
               CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g），
開始（mol/L）：0.1      0.1      0        0
變化（mol/L）：0.08     0.08     0.16     0.16 
平衡（mol/L）：0.02     0.02     0.16     0.16
故該溫度下平衡常數k=$\frac{0.1{6}^{2}×0.1{6}^{2}}{0.02×0.02}$=1.64，
故答案為：1.64．

點評 本題考查化學平衡的計算，涉及化學平衡圖象、影響化學平衡的因素、化學平衡常數等知識，題目難度中等，注意利用“定一議二”原則分析解答，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．