Question

　　(1)在實驗室中做小型實驗：把物質A、B按一定比例充入一個表面積為300 的圓形容器中，使壓強為p，然后將整個體積用加熱器加熱到280℃時，發生如下反應：

　　

　　若平均每分鐘生成0.5 mol的C，容器表面向外散熱速率平均為400 J/(min·)，為了維持恒溫280℃，平均每分鐘需用加熱器提供________kJ的熱量．(簡述推理過程)________．

　　(2)若將(1)的小型實驗擴大為工業生產：將反應容器的底面半徑和高度都擴大到原容器的10倍，做成“相似體”，并向其中將A、B按原比例充入，使壓強仍為p，然后加熱到280℃使反應開始．為了維持恒溫280℃，反應開始后，應繼續加熱還是進行冷卻？(設容器表面散熱速率不變)________．

　　平均每分鐘用加熱器向體系提供或者用冷卻器吸收多少千焦的熱量．(簡述推理過程)________．

　　(3)在恒溫、恒壓下，向(2)的“相似體”的平衡體系中，再將A、B按原比例充入，重新達到平衡時，C的體積分數為________．

Answer 1

答案：
解析：

(1)按1 min計，生成0.5 mol C，產生熱量180 kJ×＝45 kJ，而容器散熱0.4 kJ/( min·)×300 ×1 min＝120 kJ，所以應用加熱器每分鐘提供熱量120 kJ－45 kJ＝75 kJ． 　　(2)容器半徑和高都變成原來的10倍，則表面積變為原來的100倍，容積變為原來的1000倍，平均每分鐘生成C為0.5 mol×1000＝500 mol，放出熱量45000 kJ，而容器散熱12000 kJ，故冷卻器每分鐘應吸收掉45000 kJ－12000 kJ＝33000 kJ的熱量． 　　(3)不變