Question

某温度时，在2L密闭容器中气态物质CO和H₂反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如下表所示．

t/min	CO/mol	H2/mol	Z/mol
0	1.00	1.00	0.00
1	0.90	0.80	0.10
3	0.75	0.50	0.25
5	0.65	0.30	0.35
7	0.55	0.10	0.45
9	0.55	0.10	0.45
10	0.55	0.10	0.45

（1）根据上表中数据，在图中画出CO、Z的物质的量的浓度（c）随时间（t）变化的曲线：
（2）体系中发生反应的化学方程式是

CO+2H₂?CH₃OH

．
（3）在3-5min时间内产物Z的平均反应速率：

0.025mol/（L?min）

．

Answer 1

分析：（1）由表中数据可知，开始CO的物质的量为1mol，故CO的起始浓度为

1mol

2L

=0.5mol/L，Z的起始浓度为0，7min时反应到达平衡，平衡时CO的物质的量为0.55mol，故CO的平衡浓度为

0.55mol

2L

=0.275mol/L，平衡时Z的物质的量为0.45mol，故Z的平衡浓度为

0.45mol

2L

=0.225mol/L，据此作图；
（2）由表中数据可知，7min时反应到达平衡，平衡时CO的物质的量为0.55mol，H₂的物质的量为0.1mol，平衡时Z的物质的量为0.45mol，计算各物质的物质的量变化量，根据物质的量变化量之比等于化学计量数之比计算各物质的量化学计量数，再利用原子守恒判断Z的分子式，据此书写；
（3）由表中数据可知3-5min时间内产物Z的物质的量变化量为0.35mol-0.25mol=0.1mol，根据v=

△n V

△t

计算v（Z）．

解答：解：（1）由表中数据可知，开始CO的物质的量为1mol，故CO的起始浓度为

1mol

2L

=0.5mol/L，Z的起始浓度为0，7min时反应到达平衡，平衡时CO的物质的量为0.55mol，故CO的平衡浓度为

0.55mol

2L

=0.275mol/L，平衡时Z的物质的量为0.45mol，故Z的平衡浓度为

0.45mol

2L

=0.225mol/L，故CO、Z的物质的量的浓度（c）随时间（t）变化的曲线为：
，
故答案为：；
（2）由表中数据可知，7min时反应到达平衡，平衡时CO的物质的量为0.55mol，故△n（CO）=1mol-0.55mol=0.45mol，H₂的物质的量为0.1mol，故n（H₂）=1mol-0.1mol=0.9mol，平衡时Z的物质的量为0.45mol，故CO、H₂、Z的化学计量数之比为0.45mol：0.9mol：0.45mol=1：2：1，即CO+2H₂=Z，故Z的分子式为CH₄O，结构式为CH₃OH，故该反应为CO+2H₂?CH₃OH，
故答案为：CO+2H₂?CH₃OH；
（3）由表中数据可知3-5min时间内产物Z的物质的量变化量为0.35mol-0.25mol=0.1mol，
故v（Z）=

0.1mol 2L

5min-3min

=0.025 mol/（L?min），
故答案为：0.025 mol/（L?min）．

点评：考查反应速率计算、化学平衡有关计算、浓度随时间变化图象等，难度中等，注意作图中起点与平衡点的浓度、到达平衡的时间．