Question

8．能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是一种类似酒精的液体，将成为未来重要的清洁能源．在500℃下，在体积为2L的密闭容器中，1mol一氧化碳与2mol氢气，在Cu₂O和ZnO的催化作用下发生反应生成甲醇：
CO+2H₂ $\frac{\underline{催化剂}}{△}$CH₃OH．反应10min后达平衡，此时CO的物质的量浓度为0.3mol•L^-1，则：
（1）10min内用氢气表示该反应的平均反应速率v（H₂）是多少．
（2）求CO的转化率．

Answer 1

分析 （1）反应10min后达平衡，此时CO的物质的量浓度为0.3mol•L^-1，结合v=$\frac{△c}{△t}$及速率之比等于化学计量数之比计算；
（2）开始CO的浓度为$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，平衡时CO的物质的量浓度为0.3mol•L^-1，可知转化的CO为0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L，以此计算．

解答 解：（1）开始CO的浓度为$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，反应10min后达平衡，此时CO的物质的量浓度为0.3mol•L^-1，则v（CO）=$\frac{0.5mol/L-0.3mol/L}{10min}$=0.02mol•L^-1•min^-1，由反应速率之比等于化学计量数之比可知，用氢气表示该反应的平均反应速率v（H₂）是0.02mol•L^-1•min^-1×2=0.04mol•L^-1•min^-1，
答：10min内用氢气表示该反应的平均反应速率v（H₂）是0.04mol•L^-1•min^-1；
（2）开始CO浓度为$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，平衡时CO的浓度为0.3mol•L^-1，可知转化的CO为0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L，则CO的转化率为$\frac{0.2mol/L}{0.5mol/L}$×100%=40%，
答：CO的转化率为40%．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握物质的量浓度变化、转化率计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意速率与化学计量数的关系，题目难度不大．