Question

【題目】C、N、S的氧化物常會造成一些環(huán)境問題，科研工作者正在研究用各種化學(xué)方法來消除這些物質(zhì)對環(huán)境的不利影響。在500℃下合成甲醇的反應(yīng)原理為：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，在1 L 的密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，壓強為p0 ，測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。(可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算，也可以用平衡分壓Kp代替平衡濃度，計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))

①反應(yīng)進行到4 min 時，υ(正)__ (填“>”“<”或“=”)υ(逆)。0~4 min，H2的平均反應(yīng)速率υ(H2)=__ mol·L－1·min－1。

②CO2平衡時的體積分數(shù)為_____，該溫度下Kp為_____(用含有p0的式子表示)。

Answer 1

【答案】> 0.375 10%

【解析】

①根據(jù)反應(yīng)正在建立得到正逆反應(yīng)速率關(guān)系，再根據(jù)變化量得到速率。

②根據(jù)三段式建立關(guān)系，得到體積分數(shù)和壓強平衡常數(shù)。

①根據(jù)圖示，反應(yīng)進行到4 min 后，甲醇的物質(zhì)的量繼續(xù)增大，反應(yīng)正向進行，υ(正) >υ(逆)；0~4 min，甲醇的濃度變化為0.5 mol/L，H2的濃度變化為1.5mol/L，，故答案為：>；0.375。

②根據(jù)圖示，15min 時達到平衡狀態(tài)，CO2的平衡濃度為0.25mol/L，則

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)

開始（mol/L） 1 3 0 0

轉(zhuǎn)化（mol/L） 0.75 2.25 0.75 0.75

平衡（mol/L） 0.25 0.75 0.75 0.75

CO2平衡時的體積分數(shù)為10%；根據(jù)壓強比等于氣體物質(zhì)的量比，平衡時的總壓強為，，故答案為：10%；。