Question

【題目】研究 CO、CO2 的回收利用既可變廢為寶，又可減少碳的排放。回答下列問題：

（1）T1 K 時，將 1mol 二甲醚引入一個抽空的 50L 恒容容器中，發生分解反應：CH3OCH3(g) CH4(g)＋H2(g)＋CO(g) ，在不同時間測定容器內的總壓，所得數據見下表：

由表中數據計算：0～5.0 min 內的平均反應速率 v(CH3OCH3)＝__________，該溫度下平衡常數 K＝_______________ 。

（2）在 T2 K、1.0×104 kPa 下，等物質的量的 CO 與 CH4 混合氣體發生如下反應：CO(g)＋CH4(g) CH3CHO(g)，反應速率 v正 v逆＝k正p(CO)p (CH4)－k逆p(CH3CHO)，k正、k逆分別為正、逆向反應速率常數，P為氣體的分壓（氣體分壓P＝氣體總壓 P總×體積分數）。用氣體分壓表示的平衡常數 Kp＝4.5×10-5(kPa)-1，則 CO 轉化率為 20%時，=____________。

Answer 1

【答案】 0.8

【解析】

⑴由表中數據計算，壓強之比等于物質的量之比，建立三段式計算得到消耗的CH3OCH3的物質的量，再計算其平均反應速率，再建立平衡時三段式并計算該溫度下平衡常數；

⑵根據υ正= υ逆和氣體分壓表示的平衡常數 Kp＝4.5×10-5(kPa)-1，得到，再建立三段式根據公式進行計算。

⑴由表中數據計算，壓強之比等于物質的量之比，假設0～5.0 min 內二甲醚消耗xmol，，則有，解得x = 0.05mol，0～5.0 min 內CH3OCH3的平均反應速率 ，該溫度下達到平衡常數時，，解得y = 0.75，，故答案為：；；

⑵υ正= υ逆，即k正p(CO)p (CH4) = k逆p(CH3CHO)，氣體分壓表示的平衡常數 Kp＝4.5×10-5(kPa)-1，即得，在T2 K、1.0×104 kPa 下，等物質的量的 CO 與 CH4 混合氣體發生如下反應：CO(g)＋CH4(g) CH3CHO(g)，設開始時n(CO)=n(CH4)=1mol，則CO轉化率為20%時，，，故答案為：0.8。