Question

在一个容积为500mL的密闭容器中，充入5molH₂和2molCO。在一定温度，一定压强下，发生如下反应：2H₂(g)+CO(g)  CH₃OH(g)，经过5min后达到平衡状态。若此时测得CH₃OH 蒸气的浓度为2mol/L，求

（1） 以H₂的浓度变化表示的该反应的速率；

（2） 到平衡时CO的转化率；

（3） 平衡混合气的密度与相同状况下的氢气密度之比。

Answer

（1）0.8mol/(L.min); （2）50%;（3）6.6

【解析】

试题分析：5min后达到平衡，CH3OH的物质的量为2 mol/L×0.5L=1mol。“三行式”如下：

2H2(g)+CO(g)  CH3OH(g)

开始的物质的量  5mol  2mol        0mol

反应的物质的量  2mol  1mol        1mol

5min后物质的量  3mol  1mol        1mol

（1）v(H2)=△c(H2)÷t=△n(H2)÷V÷t=2mol÷0.5L÷5min=0.8mol/(L.min)。

（2）到平衡时CO的转化率为1mol÷2mol×100%=50%。

（3）根据密度之比等于摩尔质量之比得，平衡混合气的密度与相同状况下的氢气密度之比为M(气)÷M(H2)=m(气)÷n(气)÷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。

考点：化学反应速率和限度