Question

1．一定條件下，在體積為 3L 的密閉容器中反應 CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=akJ•mol^-1，△S=b   J•mol^-1•K^-1（a、b   均為正數），達到化學平衡狀態(tài)．
（1）500℃時，從反應開始到達到化學平衡（圖1），以 H₂ 的濃度變化表示的化學反應速率 是$\frac{2nB}{3tB}$（用 n_B、t_B 表示）．
（2）判斷該可逆反應達到化學平衡狀態(tài)的標志是a、b、d（填字母）．
a．2v 生成（CH₃OH）=v 生成（H₂）  b．壓強不變
c．混合氣體的密度不再改變              d．CO 的體積分數不再變化
（3）如果反應從逆反應開始，將 CH₃OH 充入容器 a 和 b 中進行反應（圖2）．a 的容積保持 不變，b 的上蓋可隨容器內氣體壓強的改變而上下移動，以保持容器內外壓強相等．同溫同壓時，將等量的 CH₃OH 充入初始體積相同的容器a、b中，反應同時開始．反應開始時，a 與 b中生成 H₂的速率 v_av_b．反應過程中兩容器里生成 H₂ 的速率是 v_a＞v_b． 達到平衡時，a 與 b 中 CH₃OH 轉化率相比較，則是α_a＜α_b．

Answer 1

分析 （1）先根據圖象計算甲醇的平均反應速率，同一時間內同一可逆反應中，各物質的反應速率之比等于其計量數之比；
（2）達到平衡時，正逆反應速率相等，混合氣體的平均相對分子質量不再改變，CO、H₂、CH₃OH的濃度不再改變；
（3）（1）反應起始時，兩容器中CH₃OH的濃度相等；因為該反應是體積增大的反應，b是恒壓，而a是恒容，所以在反應過程中a的壓強大于b，壓強大反應速率也大，再達到平衡時，a的壓強大于b，b容器中反應正向進行的程度大于a，所以NO₂的轉化率大小關系是：α_a＜α_b；

解答 解：（1）υ（CH₃OH）=$\frac{n（B）}{nt×3L}$mol/（L．min），故υ（H₂）=2υ（CH₃OH）=$\frac{2nB}{3tB}$mol/（L．min），
故答案為：$\frac{2nB}{3tB}$mol/（L．min）；
（2）2v 生成（CH₃OH）=v 生成（H₂），體現此時甲醇的正逆反應速率相等，達到平衡；兩邊的化學計量數和不等，壓強不變是平衡狀態(tài)；混合氣體質量和體積始終不改變，氣體的密度不變，不能作為判斷是否達到平衡狀態(tài)的依據；CO的濃度體積分數不再改變，說明達到平衡狀態(tài)；
故答案為：a、b、d；
（3）反應起始時，兩容器中甲醇的濃度相等，所以兩容器中生成H₂的速率關系是V_a=V_b；因為該反應是體積增大的反應，b是恒壓，而a是恒容，所以在反應過程中a的壓強大于b，壓強大反應速率也大，所以生成H₂的速率關系是V_a＞V_b；因為該反應是體積增大的反應，b是恒壓，而a是恒容，所以再達到平衡時，a的壓強大于b，B容器中反應正向進行的程度大于A，所以甲醇的轉化率大小關系是：α_a＜α_b，
故答案為：等于；＞；＜．

點評 本題主要考查了反應速率的計算、平衡狀態(tài)的判斷及影響化學平衡移動的因素等知識點，難度不大，解的關鍵是要注意兩容器一個是恒容一個恒壓的區(qū)別．