题目内容

15.某温度时,在一个2L恒容的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示.根据图中数据,试填写下列空白:
(1)该反应的化学方程式为3X+2Y?3Z.
(2)从开始至2min,Z的平均反应速率为0.075mol•L-1•min-1
(3)2min时X的转化率为30%.

分析 (1)根据物质的量的变化判断反应物和生成物,根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比书写方程式;
(2)分析图象计算Z的消耗物质的量为0.2mol,结合反应速率概念计算,V=$\frac{△c}{△t}$;
(3)2min时X的转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%;

解答 解:(1)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=(1mol-0.7mol):(1mol-0.8mol):0.3=0.3mol:0.2mol:0.3mol=3:2:3,则反应的化学方程式为:3X+2Y?3Z,
故答案为:3X+2Y?3Z;
(2)图象计算Z的生成物质的量为0.3mol,从开始至2min,Z的平均反应速率=$\frac{\frac{0.3mol}{2L}}{2min}$=0.075mol/(L•min);
故答案为:0.075;
(3)2min时X的转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{1.0mol-0.7mol}{1.0mol}$×100%=30%,
故答案为:30%;

点评 本题考查了化学反应速率的计算应用等,图象分析和反应进行方向的判断方法是解题关键,题目较简单.

练习册系列答案
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1.以高纯H2燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点,但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命.以甲醇为原料制取高纯H2是重要研究方向.
(1)甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2,氢元素利用率达100%,反应的化学方程式为CH3OH$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+2H2,该方法的缺点是混合气体中CO不易分离除去.
(2)甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应:
主反应:CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)△H=+49 kJ•mol-1
副反应:H2(g)+CO2(g)?CO(g)+H2O(g)△H=+41 kJ•mol-1
①既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是升高温度.
②分析适当增大水醇比(nH2O:nCH3OH)对甲醇水蒸气重整制氢的好处提高甲醇的利用率.
③某温度下,将 n(H2O):n(CH3OH)=1:1的原料气充入恒容密闭容器中,初始压强为p1,反应达到平衡时总压强为p2,则平衡时甲醇的转化率为($\frac{{P}_{2}}{{P}_{1}}$-1)×100%.(忽略副反应)
④工业生产中,单位时间内,单位体积的催化剂所处理的气体体积叫做空速[单位为 m3/(m3催化剂•h),简化为h-1].一定条件下,甲醇的转化率与温度、空速的关系如图.空速越大,甲醇的转化率受温度影响越大.其他条件相同,比较230℃时1200h-1和300h-1两种空速下相同时间内H2的产量,前者约为后者的3.2倍.(忽略副反应,保留位有效数字)
(3)甲醇水蒸气重整制氢消耗大量热能,科学家提出在原料气中掺入一定量氧气,理论上可实现甲醇水蒸气自热重整制氢.
已知:CH3OH(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)?CO2(g)+2H2(g)△H=-193kJ•mol-1
则5CH3OH(g)+4H2O(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)?5CO2(g)+14H2(g)的△H=+3kJ•mol-1

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