Question

15．工業(yè)設(shè)計用CO₂來生產(chǎn)燃料甲醇，既減少二氧化碳?xì)怏w，又得到了寶貴的能源物質(zhì)．為了探究反應(yīng)原理，先進(jìn)行如下實驗：在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，在某溫度下發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）；△H=-49.0kJ/mol．測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示．
從反應(yīng)開始到平衡，H₂的平均反應(yīng)速率=0.225mol/（L•min）^-1；CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率=75%，平衡時放出的熱量小于49.0kJ（填“大于”“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（CH₃OH），再根據(jù)速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比計算v（H₂）；
由圖可知，CO₂的起始濃度為1mol/L、平衡時濃度為0.25mol/L，則△c（CO₂）=1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率=$\frac{C{O}_{2}濃度變化量}{C{O}_{2}起始濃度}$×100%；
由熱化學(xué)方程式可知，有1mol甲醇生成時放出的熱量為49kJ，再根據(jù)反應(yīng)生成甲醇的物質(zhì)的量判斷．

解答 解：由圖可知，平衡時甲醇的濃度為0.75mol/L，則v（CH₃OH）=$\frac{0.75mol/L}{10min}$=0.075mol/（L．min），速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比，則v（H₂）=3v（CH₃OH）=0.225mol/（L．min）；
由圖可知，CO₂的起始濃度為1mol/L、平衡時濃度為0.25mol/L，則△c（CO₂）=1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.75mol/L}{1mol/L}$×100%=75%；
由熱化學(xué)方程式可知，有1mol甲醇生成時放出的熱量為49kJ，反應(yīng)中生成甲醇為0.75mol/L×1L=0.75mol＜1mol，故放出的熱量小于49kJ，
故答案為：0.225；75%；小于．

點評 本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計算，比較基礎(chǔ)，有利于基礎(chǔ)知識的鞏固．