Question

【题目】C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的不利影响。在500℃下合成甲醇的反应原理为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，在1 L 的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，压强为p0 ，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。(可逆反应的平衡常数可以用平衡浓度计算，也可以用平衡分压Kp代替平衡浓度，计算分压=总压×物质的量分数)

①反应进行到4 min 时，υ(正)__ (填“>”“<”或“=”)υ(逆)。0~4 min，H2的平均反应速率υ(H2)=__ mol·L－1·min－1。

②CO2平衡时的体积分数为_____，该温度下Kp为_____(用含有p0的式子表示)。

Answer 1

【答案】> 0.375 10%

【解析】

①根据反应正在建立得到正逆反应速率关系，再根据变化量得到速率。

②根据三段式建立关系，得到体积分数和压强平衡常数。

①根据图示，反应进行到4 min 后，甲醇的物质的量继续增大，反应正向进行，υ(正) >υ(逆)；0~4 min，甲醇的浓度变化为0.5 mol/L，H2的浓度变化为1.5mol/L，，故答案为：>；0.375。

②根据图示，15min 时达到平衡状态，CO2的平衡浓度为0.25mol/L，则

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)

开始（mol/L） 1 3 0 0

转化（mol/L） 0.75 2.25 0.75 0.75

平衡（mol/L） 0.25 0.75 0.75 0.75

CO2平衡时的体积分数为10%；根据压强比等于气体物质的量比，平衡时的总压强为，，故答案为：10%；。