（10分）天然气的主要成分是甲烷。在某平衡体系中存在CH4、H2O、CO、H2四种气体，其平衡常数表达式为。已知温度、压强和水碳比[n(H2O)/n(CH4)]对甲烷转化反应的影响如下图：请

Question

（10分）天然气的主要成分是甲烷。在某平衡体系中存在CH ₄ 、H ₂ O、CO、H ₂ 四种气体，
其平衡常数表达式为 。已知温度、压强和水碳比[n(H ₂ O)/n(CH ₄ )]对甲烷转化反应的影响如下图：

请回答下列问题：
（1）写出该可逆反应的化学方程式：                    
（2）根据图23—1判断△H           0，△S           0（选填“>”、“<”或“=”）。
（3）假设上述反应在恒容、恒温下进行，判断反应达到平衡状态时的标志是          

A．CO减少的化学反应速率和H ₂ O（曲减少的化学反应速率相等

B．CO、H ₂ O（g）、CH ₄ 、H ₂ 的浓度都相等

C．CO、H20（g）、CH ₄ 、H ₂ 的浓度都不再发生变化

D．正、逆反应速率都为零

（4）在图23—2中画出压强为2 MPa时，CH ₄ 平衡含量与水碳比之间关系曲线。

Answer 1

（10分）
  （1）CH ₄ (g)+H ₂ O(g)      CO(g)+3H ₂ (g)（2分）
（2）>（2分）   >（2分）
（3）AC（2分）
（4）（2分，说明只要2Mpa线在1Mpa线上方均给分）

分析：（1）根据平衡常数可知，反应中CO和H为生成物，CH4和H2O为反应，以此书写反应的化学方程式；
（2）根据平衡移动曲线的变化特点判断反应热，根据混乱度的变化来判断熵变；
（3）根据化学平衡为动态平衡，达到平衡时正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生改变来判断平衡状态；
（4）根据压强增大平衡向逆反应方向移动来画出曲线．
（1）根据平衡常数可知，反应中CO和H为生成物，CH ₄ 和H ₂ O为反应，
反应的化学方程式为CH ₄ （g）+H ₂ O（g） CO（g）+3H ₂ （g），
故答案为：CH ₄ （g）+H ₂ O（g） CO（g）+3H ₂ （g）；
（2）根据图象中曲线的变化趋势可知，当温度升高时，甲烷的百分含量减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应吸热，△H＞0，生成物气体的物质的量大于反应物气体的物质的量，混乱度增大，则△S＞0，
故答案为：＞；＞；
（3）A．CO减少的化学反应速率和H ₂ O减少的化学反应速率相等，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故A正确；
B．CO、H ₂ O（g）、CH ₄ 、H ₂ 的浓度都相等，不能说明达到平衡状态，平衡时各物质的浓度取决于反应时各种物质的配比数和反应的程度，故B错误；
C．CO、H20（g）、CH ₄ 、H ₂ 的浓度都不再发生变化，说明达到平衡状态，故C正确；
D．正、逆反应速率都为零，不正确，化学平衡为动态平衡，平衡时正逆反应速率相等，不为0，故D错误．
故答案为：AC；
（4）压强增大，平衡向逆反应方向移动，甲烷的平衡含量减小，故答案为：