Question

已知：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-a kJ?mol^-1．
①經(jīng)測(cè)定不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)如下：

溫度（℃）	250	300	350
K	2.041	0.270	0.012

若某時(shí)刻、250℃測(cè)得該反應(yīng)的反應(yīng)物與生成物的濃度為c（CO）=0.4mol?L^-1、c（H₂）=0.4mol?L^-1、c（CH₃OH）=0.8mol?L^-1，則此時(shí)v_正

 

v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
②某溫度下，在體積固定的2L的密閉容器中將1mol CO和2mol H₂混合，測(cè)得不同時(shí)刻的反應(yīng)前后壓強(qiáng)關(guān)系如下：

時(shí)間（min）	5	10	15	20	25	30
壓強(qiáng)比（P后/P前）	0.98	0.90	0.80	0.70	0.70	0.70

則0～15min，用H₂表示的平均反應(yīng)速率為

 

，達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,反應(yīng)速率的定量表示方法

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：①依據(jù)計(jì)算濃度商和該溫度下的平衡常數(shù)比較分析判斷反應(yīng)進(jìn)行方向；
②溫度、體積不變的可逆反應(yīng)中，氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，據(jù)此計(jì)算反應(yīng)后氣體體積的物質(zhì)的量，從而計(jì)算氫氣反應(yīng)的物質(zhì)的量，再根據(jù)v=

△n V

△t

計(jì)算反應(yīng)速率；根據(jù)CO反應(yīng)的物質(zhì)的量計(jì)算其轉(zhuǎn)化率，化學(xué)反應(yīng)速率概念計(jì)算v=

△c

△t

計(jì)算得到；轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%．

解答： 解：①250℃測(cè)得該反應(yīng)的反應(yīng)物與生成物的濃度為c（CO）=0.4mol?L^-1、c（H₂）=0.4mol?L^-1、c（CH₃OH）=0.8mol?L^-1，濃度商Q=

0.8mol/L

0.4mol/L×(0.4mol/L)2

=12.5＞K=2.041，說(shuō)明反應(yīng)逆向進(jìn)行v_正＜v_逆；
故答案為：＜；
②溫度、體積不變的可逆反應(yīng)中，氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，15min，壓強(qiáng)比（P_后/P_前）=0.80，則反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量=3mol×0.80=2.40mol，氣體減少的物質(zhì)的量=3mol-2.4mol=0.6mol，根據(jù)氣體減少的物質(zhì)的量與氫氣之間的關(guān)系式知，參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量=

0.6mol

2

×2=0.6mol，0～15min，用H₂表示的平均反應(yīng)速率=

0.6mol 2L

15min

=0.02 mol?（ L?min）^-1；
平衡狀態(tài)壓強(qiáng)比（P_后/P_前）=0.70，則反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量=3mol×0.70=2.10mol，氣體減少的物質(zhì)的量=3mol-2.1mol=0.9mol，根據(jù)氣體減少的物質(zhì)的量與氫氣之間的關(guān)系式知參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量

0.9mol

2

=0.45mol，則CO的轉(zhuǎn)化率=

0.45mol

1mol

×100%=45%，
故答案為：0.02 mol?（ L?min）^-1；45%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率、平衡常數(shù)概念的理解應(yīng)用，化學(xué)平衡的計(jì)算分析是關(guān)鍵，氣體壓強(qiáng)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，題目較簡(jiǎn)單．