Question

18．在一容積為2L的恒容密閉容器中加入0.2mol CO和0.4mol H₂，發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．實(shí)驗(yàn)測(cè)得，300℃下，CH₃OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如下表所示．

t/min	10	20	30	40	50	60
n（CH3OH）/mol	0.080	0.120	0.150	0.168	0.180	0.180

（1）20min內(nèi)，v（CH₃OH）=0.003mol/（L•min）．
（2）該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值為2.25×10⁴ ．
（3）H₂的平衡轉(zhuǎn)化率是90%．
（4）若實(shí)驗(yàn)測(cè)得500℃下，到達(dá)平衡時(shí)n（CH₃OH）=0.160mol，則正反應(yīng)是放熱（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可知，0～20min內(nèi)CH₃OH的物質(zhì)的量變化量為0.12mol，根據(jù)v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計(jì)算v（CH₃OH；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，50min到達(dá)平衡，平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量為0.18mol，甲醇平衡濃度為$\frac{0.18mol}{2L}$=0.09mol/L，根據(jù)三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的濃度，再根據(jù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}$計(jì)算平衡常數(shù)；
（3）氫氣轉(zhuǎn)化率=$\frac{氫氣濃度變化量}{氫氣起始濃度}$×100%；
（4）若實(shí)驗(yàn)測(cè)得500℃下，到達(dá)平衡時(shí)n（CH₃OH）=0.160mol＜0.18mol，說明升高溫度平衡逆向移動(dòng)．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，300℃時(shí)，0～20min內(nèi)CH₃OH的物質(zhì)的量變化量為0.12mol，故v（CH₃OH）=$\frac{\frac{0.12mol}{2L}}{20min}$=0.003mol/（L•min），
故答案為：0.003；
（2）在一容積為2L的恒容密閉容器中加入0.2mol CO和0.4mol H₂，50min到達(dá)平衡，平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量為0.18mol，甲醇平衡濃度為$\frac{0.18mol}{2L}$=0.09mol/L，則：
               CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始濃度（mol/L）：0.1     0.2      0
變化濃度（mol/L）：0.09    0.18     0.09
平衡濃度（mol/L）：0.01    0.02     0.09
故平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.09}{0.01×0.0{2}^{2}}$=2.25×10⁴ ，
故答案為：2.25×10⁴ ；
（3）氫氣轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.18mol/L}{0.2mol}$×100%=90%，
故答案為：90%；
（4）若實(shí)驗(yàn)測(cè)得500℃下，到達(dá)平衡時(shí)n（CH₃OH）=0.160mol＜0.18mol，說明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，而升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、反應(yīng)速率計(jì)算、平衡常數(shù)等，難度不大，注意對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握．