题目内容
【题目】将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1 mol/(Lmin),试求:(1)x的值_______;
(2)5min时A的浓度_______;
(3)此5min内B的转化率_______。
【答案】2 0.75mol/L 17%
【解析】
设A、B的物质的量分别为amol,平衡时D的物质的量为0.5mol/L×2L=1mol,利用三段式求解:
3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)
起始: a a 0 0
变化:1.5 0.5 1x/2 1
平衡:(a-1.5)(a-0.5) 1x/2 1
根据c(A):c(B)=3:5,则(a-1.5):(a-0.5)=3:5,解得a=3mol,c(A)=(3-1.5)÷2mol·L-1=0.75mol·L-1;v(B)=0.5/(2×5) mol/(L·min)=0.05 mol/(L·min),利用速率之比等于系数之比,v(B):v(C)=1:x,0.05:0.1=1:x,解得x=2;此5min内B的转化率为0.5÷3=17%;故答案为:2、0.75mol/L、17%;
【题目】甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
⑴①将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积100L的反应室,一定条件下发生反应:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)
Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如图。已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为:_____________;
②图中的压强P1_________P2(填“大于”、“小于”或“等于”),100℃时的平衡常数为:_______;
③在其它条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
⑵在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3amol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
Ⅱ。①若容器容积不变,下列措施可提高甲醇产率的是:________________;
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.加入更高效的催化剂
②为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计的表中,请帮他完成该表。
实验编号 | T(℃) | n (CO)/n(H2) | P(MPa) |
A | 150 | 1/3 | 0.1 |
B | Ⅰ | Ⅱ | 5 |
C | 350 | 1/3 | Ⅲ |
表中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为:__________、____________、____________。