Question

（10分）固定和利用CO2能有效地利用資源，并減少空氣中的溫室氣體．工業(yè)上有一種用CO2來生產(chǎn)甲醇燃料的方法：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)+49kJ。某科學(xué)實(shí)驗(yàn)將6molCO2和8molH2充入2L的密閉容器中，測得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖實(shí)線所示。a，b，c，d括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)表示坐標(biāo)．

（1）0~a，a~b，b~c，c~d四段中，平均反應(yīng)速率最大的時(shí)間段是___________ ，該時(shí)間段內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率是_____________。

（2）平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是多少？反應(yīng)前后容器內(nèi)的壓強(qiáng)比時(shí)多少？（請按計(jì)算題格式在答題卡上作答）

L)

 

 

Answer 1

（1）0~a段；該時(shí)間段內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率是1mol/(L·min) （2）33% ；7︰5

【解析】

試題分析：（1）0~a段：V(H2)=(8mol-6mol)÷2L÷1min=1mol/(L·min); a~b段：V(H2)=(6mol-3mol)÷ 2L÷ 2min=0.75mol/(L·min); b~c段：V(H2)=(3mol-2mol)÷2L÷5min=0.1mol/(L·min); c~d段：V(H2)=(2 mol- 2mol)÷2L÷5min0=0.1mol/(L·min)。所以平均反應(yīng)速率最大的時(shí)間段是0~a段。該時(shí)間段內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率是1mol/(L·min)。（2） 在反應(yīng)過程中H2的物質(zhì)的量改變6mol,因?yàn)镃O2與H2反應(yīng)的物質(zhì)的量的比為1:3，所以CO2反應(yīng)消耗的物質(zhì)的量為2mol.因此平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是(2mol÷6molCO2) ×100%= 33%。反應(yīng)前后容器內(nèi)的壓強(qiáng)比等于氣體的物質(zhì)的量的比。在反應(yīng)開始時(shí)，n(總)=6+8=14mol;當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，n(H2)=2mol；n(CO2)=(6-2)mol=4mol；n(CH3OH)=2mol；n(H2O)= 2mol。所以n(總)平衡=10mol.n(開始)：n(平衡)=14:10=7︰5。所以反應(yīng)前后容器內(nèi)的壓強(qiáng)比7︰5。

考點(diǎn)：考查氣體的物質(zhì)的量與壓強(qiáng)的關(guān)系、化學(xué)反應(yīng)速率的比較與計(jì)算及物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算的知識(shí)。