问题 问答题

某温度时,在2L密闭容器中气态物质CO和H2反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如下表所示.

t/minCO/molH2/molZ/mol
01.001.000.00
10.900.800.10
30.750.500.25
50.650.300.35
70.550.100.45
90.550.100.45
100.550.100.45
(1)根据上表中数据,在图中画出CO、Z的物质的量的浓度(c)随时间(t)变化的曲线:

(2)体系中发生反应的化学方程式是______.

(3)在3-5min时间内产物Z的平均反应速率:______.

答案

(1)由表中数据可知,开始CO的物质的量为1mol,故CO的起始浓度为

1mol
2L
=0.5mol/L,Z的起始浓度为0,7min时反应到达平衡,平衡时CO的物质的量为0.55mol,故CO的平衡浓度为
0.55mol
2L
=0.275mol/L,平衡时Z的物质的量为0.45mol,故Z的平衡浓度为
0.45mol
2L
=0.225mol/L,故CO、Z的物质的量的浓度(c)随时间(t)变化的曲线为:

故答案为:

(2)由表中数据可知,7min时反应到达平衡,平衡时CO的物质的量为0.55mol,故△n(CO)=1mol-0.55mol=0.45mol,H2的物质的量为0.1mol,故n(H2)=1mol-0.1mol=0.9mol,平衡时Z的物质的量为0.45mol,故CO、H2、Z的化学计量数之比为0.45mol:0.9mol:0.45mol=1:2:1,即CO+2H2=Z,故Z的分子式为CH4O,结构式为CH3OH,故该反应为CO+2H2⇌CH3OH,

故答案为:CO+2H2⇌CH3OH;

(3)由表中数据可知3-5min时间内产物Z的物质的量变化量为0.35mol-0.25mol=0.1mol,

故v(Z)=

0.1mol
2L
5min-3min
=0.025mol/(L•min),

故答案为:0.025mol/(L•min).

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