Question

8．能源問題是人類社會面臨的重大課題，甲醇是一種類似酒精的液體，將成為未來重要的清潔能源．在500℃下，在體積為2L的密閉容器中，1mol一氧化碳與2mol氫氣，在Cu₂O和ZnO的催化作用下發(fā)生反應生成甲醇：
CO+2H₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$CH₃OH．反應10min后達平衡，此時CO的物質的量濃度為0.3mol•L^-1，則：
（1）10min內用氫氣表示該反應的平均反應速率v（H₂）是多少．
（2）求CO的轉化率．

Answer 1

分析 （1）反應10min后達平衡，此時CO的物質的量濃度為0.3mol•L^-1，結合v=$\frac{△c}{△t}$及速率之比等于化學計量數之比計算；
（2）開始CO的濃度為$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，平衡時CO的物質的量濃度為0.3mol•L^-1，可知轉化的CO為0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L，以此計算．

解答 解：（1）開始CO的濃度為$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，反應10min后達平衡，此時CO的物質的量濃度為0.3mol•L^-1，則v（CO）=$\frac{0.5mol/L-0.3mol/L}{10min}$=0.02mol•L^-1•min^-1，由反應速率之比等于化學計量數之比可知，用氫氣表示該反應的平均反應速率v（H₂）是0.02mol•L^-1•min^-1×2=0.04mol•L^-1•min^-1，
答：10min內用氫氣表示該反應的平均反應速率v（H₂）是0.04mol•L^-1•min^-1；
（2）開始CO濃度為$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，平衡時CO的濃度為0.3mol•L^-1，可知轉化的CO為0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L，則CO的轉化率為$\frac{0.2mol/L}{0.5mol/L}$×100%=40%，
答：CO的轉化率為40%．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握物質的量濃度變化、轉化率計算為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意速率與化學計量數的關系，題目難度不大．