Question

【題目】氨是最重要的氮肥,是產量最大的化工產品之一。其合成原理為:

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。，

在定容2升密閉容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合發生反應，平衡時N2轉化率為20％:

當反應達到平衡時,H2的濃度是

目前工業上有一種方法是用CO2來生產燃料甲醇。為探究該反應原理，進行如下實驗：在容積為1L的密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，在500℃下發生發應，

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)

實驗測得CO2和CH3OH（g）的物質的量（n）隨時間變化如下圖1所示：

從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v（H2）＝_________________

500℃達平衡時，CH3OH(g)的體積分數為 。

Answer 1

【答案】２.４mol/L 0.225mol/(L·min） 30﹪

【解析】

試題分析：氮氣的轉化率為20%，則氮氣反應的物質的量為2×20%=0.4摩爾，則氫氣的變化量為1.2摩爾，則剩余氫氣的物質的量為6-1.2=4.8摩爾，平衡時氫氣的濃度為4.8/2=2.4mol/L 從圖分析，10分鐘內，甲醇的濃度變化量為0.75，則根據方程式分析，氫氣的濃度變化量為0.75×3=2.25 mol/L，則氫氣的反應速率為2.25/10= 0.225mol/(L·min） 平衡時甲醇的濃度為0.75 mol/L，一氧化碳的濃度為0.25 mol/L，氫氣的濃度為3-2.25=0.75 mol/L，水蒸氣的濃度為0.75 mol/L，則甲醇的體積分數為0.75/（0.25+0.75+0.75+0.75）=30﹪。