Question

在一個容積為500mL的密閉容器中，充入5molH₂和2molCO。在一定溫度，一定壓強下，發生如下反應：2H₂(g)+CO(g)  CH₃OH(g)，經過5min后達到平衡狀態。若此時測得CH₃OH 蒸氣的濃度為2mol/L，求
（1） 以H₂的濃度變化表示的該反應的速率；
（2） 到平衡時CO的轉化率；
（3） 平衡混合氣的密度與相同狀況下的氫氣密度之比。

Answer 1

（1）0.8mol/(L.min); （2）50%;（3）6.6

試題分析：5min后達到平衡，CH₃OH的物質的量為2 mol/L×0.5L=1mol。“三行式”如下：
2H₂(g)+CO(g)  CH₃OH(g)
開始的物質的量  5mol  2mol        0mol
反應的物質的量  2mol  1mol        1mol
5min后物質的量  3mol  1mol        1mol
（1）v(H₂)=△c(H₂)÷t=△n(H₂)÷V÷t=2mol÷0.5L÷5min=0.8mol/(L.min)。
（2）到平衡時CO的轉化率為1mol÷2mol×100%=50%。
（3）根據密度之比等于摩爾質量之比得，平衡混合氣的密度與相同狀況下的氫氣密度之比為M(氣)÷M(H₂)=m(氣)÷n(氣)÷2 mol/L =(5mol×2mol/L+2mol×28 mol/L) ÷(3mol+1mol+1mol)÷2 mol/L ="13.2" mol/L÷2 mol/L=6.6。
點評：本題考查的是化學反應速率和限度的相關知識，題目難度不大，考查學生對基礎知識的掌握程度及計算的能力。