Question

【題目】C、N、S的氧化物常會造成一些環境問題，科研工作者正在研究用各種化學方法來消除這些物質對環境的不利影響。在500℃下合成甲醇的反應原理為：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。(可逆反應的平衡常數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×物質的量分數)

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

②CO2平衡時的體積分數為_____，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根據反應正在建立得到正逆反應速率關系，再根據變化量得到速率。

②根據三段式建立關系，得到體積分數和壓強平衡常數。

①根據圖示，反應進行到4 min 后，甲醇的物質的量繼續增大，反應正向進行，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根據圖示，15min 時達到平衡狀態，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平衡時的體積分數為10%；根據壓強比等于氣體物質的量比，平衡時的總壓強為，，故答案為：10%；。