Question

1．一定条件下，在体积为 3L 的密闭容器中反应 CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=akJ•mol^-1，△S=b   J•mol^-1•K^-1（a、b   均为正数），达到化学平衡状态．
（1）500℃时，从反应开始到达到化学平衡（图1），以 H₂ 的浓度变化表示的化学反应速率 是$\frac{2nB}{3tB}$（用 n_B、t_B 表示）．
（2）判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是a、b、d（填字母）．
a．2v 生成（CH₃OH）=v 生成（H₂）  b．压强不变
c．混合气体的密度不再改变              d．CO 的体积分数不再变化
（3）如果反应从逆反应开始，将 CH₃OH 充入容器 a 和 b 中进行反应（图2）．a 的容积保持 不变，b 的上盖可随容器内气体压强的改变而上下移动，以保持容器内外压强相等．同温同压时，将等量的 CH₃OH 充入初始体积相同的容器a、b中，反应同时开始．反应开始时，a 与 b中生成 H₂的速率 v_av_b．反应过程中两容器里生成 H₂ 的速率是 v_a＞v_b． 达到平衡时，a 与 b 中 CH₃OH 转化率相比较，则是α_a＜α_b．

Answer 1

分析 （1）先根据图象计算甲醇的平均反应速率，同一时间内同一可逆反应中，各物质的反应速率之比等于其计量数之比；
（2）达到平衡时，正逆反应速率相等，混合气体的平均相对分子质量不再改变，CO、H₂、CH₃OH的浓度不再改变；
（3）（1）反应起始时，两容器中CH₃OH的浓度相等；因为该反应是体积增大的反应，b是恒压，而a是恒容，所以在反应过程中a的压强大于b，压强大反应速率也大，再达到平衡时，a的压强大于b，b容器中反应正向进行的程度大于a，所以NO₂的转化率大小关系是：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），
故答案为：$\frac{2nB}{3tB}$mol/（L．min）；
（2）2v 生成（CH₃OH）=v 生成（H₂），体现此时甲醇的正逆反应速率相等，达到平衡；两边的化学计量数和不等，压强不变是平衡状态；混合气体质量和体积始终不改变，气体的密度不变，不能作为判断是否达到平衡状态的依据；CO的浓度体积分数不再改变，说明达到平衡状态；
故答案为：a、b、d；
（3）反应起始时，两容器中甲醇的浓度相等，所以两容器中生成H₂的速率关系是V_a=V_b；因为该反应是体积增大的反应，b是恒压，而a是恒容，所以在反应过程中a的压强大于b，压强大反应速率也大，所以生成H₂的速率关系是V_a＞V_b；因为该反应是体积增大的反应，b是恒压，而a是恒容，所以再达到平衡时，a的压强大于b，B容器中反应正向进行的程度大于A，所以甲醇的转化率大小关系是：α_a＜α_b，
故答案为：等于；＞；＜．

点评 本题主要考查了反应速率的计算、平衡状态的判断及影响化学平衡移动的因素等知识点，难度不大，解的关键是要注意两容器一个是恒容一个恒压的区别．