Question

近年來，隨著人們大量的開發使用，不但使得煤、石油、天然氣的儲量大大減少，而且直接燃燒化石燃料造成的環境污染問題，也是人類面臨的重大挑戰，如何實現化石燃料的綜合利用，提高效率，減少污染被提上了日程．
為了提高煤的利用率，人們先把煤轉化為CO和H₂，再將它們轉化為甲醇，某實驗人員在一定溫度下的密閉容器中，充入一定量的H₂和CO，發生反應：2H₂（g）+CO（g）

催化

CH₃OH（g），測定的部分實驗數據如下：

t/s	0	500	1 000
[H2]/mol?L-1	5.00	3.52	2.48
[CO]/mol?L-1	2.50

（1）在500s內用H₂表示的化學反應速率是

 

 mol?L^-1?s^-1．
（2）在1000s內用CO表示的化學反應速率是

 

 mol?L^-1?s^-1 1000s時H₂的轉化率是

 

（3）在500s時生成的甲醇的濃度是

 

 mol?L^-1．

Answer 1

分析：（1）根據表中數據及v=

△c

△t

計算出在500s內用H₂表示的化學反應速率；
（2）根據反應速率表達式v=

△c

△t

計算出1000s內用氫氣表示的化學反應速率，然后根據化學計量數與反應速率成正比計算出氫氣的反應速率；根據反應速率計算出氫氣的轉化率；
（3）根據氫氣的反應速率計算出消耗氫氣的物質的量，再計算出在500s時生成的甲醇的濃度．

解答：解：（1）在500s內用H₂表示的化學反應速率為：v（H₂）=

(5.00-3.52)mol/L

500s

=2.96×10^-3mol/（L?s），故答案為：2.96×10^-3；
（2）在1000s內用氫氣表示的化學反應速率是：v（H₂）=

(5.00-2.48)mol/L

1000s

=2.52×10^-3mol/（L?s），則1000s內用CO表示的化學反應速率為：v（CO）=

1

2

v（H₂）=1.26×10^-3mol/（L?s）；1000s時H₂的消耗濃度為：△c（H₂）=（5.00-2.48）mol/L=2.52mol/L，氫氣的轉化率為

2.52mol/L

5.00mol/L

×100%=50.4%，
故答案為：1.26×10^-3；50.4%；
（3）在500s時氫氣的濃度變化為：△c（H₂）=（5.00-3.52）mol/L=1.48mol/L，由反應2H₂（g）+CO（g）

催化

 CH₃OH（g）可知，生成甲醇的物質的量濃度為：c（CH₃OH）=

1

2

△c（H₂）=0.74mol/L，故答案為：0.74．

點評：本題考查了反應速率的計算，題目難度中等，注意明確化學反應速率與化學計量數成正比，掌握化學反應速率的概念及其表達式．