Question

【題目】由碳元素構(gòu)成的各種單質(zhì)和化合物始終都是科學(xué)家研究的重要對(duì)象。

Ⅰ.甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上可用轉(zhuǎn)化中得到的合成氣制備甲醇。反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，某溫度下，在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)，其相關(guān)數(shù)據(jù)見圖：

①根據(jù)圖計(jì)算，從反應(yīng)開始到tmin時(shí)，用H2濃度變化表示的平均反應(yīng)速率υ(H2)=__。

②tmin至2tmin時(shí)速率變化的原因可能是__（要求答出所有可能原因）。

Ⅱ.一定溫度下，向一容積為5L的恒容密閉容器中充入0.4molSO2和0.2molO2，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196kJ·mol-1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)槠鹗紩r(shí)的。請(qǐng)回答下列問題：

①SO2的轉(zhuǎn)化率為__；

②達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)放出的熱量為__。

Answer 1

【答案】 使用催化劑、升高溫度 90% 35.28 kJ

【解析】

Ⅰ. ① 從反應(yīng)開始到tmin時(shí)，氫氣的物質(zhì)的量由2mol減小到1.6mol則氫氣的速率為： =，故答案為：。

②tmin至2tmin時(shí)速率加快，升溫、加壓、使用催化劑均可以使反應(yīng)速率加快，但因容器體積不變，所以加壓不符合，可能的條件是使用了催化劑或者升高了溫度，故答案為：使用催化劑、升高溫度。

Ⅱ.根據(jù)題意設(shè)氧氣的變化量為xmol，列出三段式。

	2SO2(g)	+O2(g)		2SO3(g)
起始物質(zhì)的量(mol)	0.4	0.2
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量(mol)	2x	x		2x
平衡物質(zhì)的量(mol)	0.4-2x	0.2-x		2x

當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)槠鹗紩r(shí)的，由壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，則，解得x=0.18，

①SO2的轉(zhuǎn)化率為，故答案為：90%。

②由熱化學(xué)方程式可知，每消耗1mol氧氣，放出熱量為196kJ，則平衡時(shí)消耗的氧氣為0.18mol，放出熱量為,故答案為：35.28 kJ。