Question

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

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)圖象計(jì)算甲醇的平均反應(yīng)速率，同一時(shí)間內(nèi)同一可逆反應(yīng)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比；
（2）達(dá)到平衡時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變，CO、H₂、CH₃OH的濃度不再改變；
（3）（1）反應(yīng)起始時(shí)，兩容器中CH₃OH的濃度相等；因?yàn)樵摲磻?yīng)是體積增大的反應(yīng)，b是恒壓，而a是恒容，所以在反應(yīng)過程中a的壓強(qiáng)大于b，壓強(qiáng)大反應(yīng)速率也大，再達(dá)到平衡時(shí)，a的壓強(qiáng)大于b，b容器中反應(yīng)正向進(jìn)行的程度大于a，所以NO₂的轉(zhuǎn)化率大小關(guān)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(xiàn)此時(shí)甲醇的正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡；兩邊的化學(xué)計(jì)量數(shù)和不等，壓強(qiáng)不變是平衡狀態(tài)；混合氣體質(zhì)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(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)；CO的濃度體積分?jǐn)?shù)不再改變，說明達(dá)到平衡狀態(tài)；
故答案為：a、b、d；
（3）反應(yīng)起始時(shí)，兩容器中甲醇的濃度相等，所以兩容器中生成H₂的速率關(guān)系是V_a=V_b；因?yàn)樵摲磻?yīng)是體積增大的反應(yīng)，b是恒壓，而a是恒容，所以在反應(yīng)過程中a的壓強(qiáng)大于b，壓強(qiáng)大反應(yīng)速率也大，所以生成H₂的速率關(guān)系是V_a＞V_b；因?yàn)樵摲磻?yīng)是體積增大的反應(yīng)，b是恒壓，而a是恒容，所以再達(dá)到平衡時(shí)，a的壓強(qiáng)大于b，B容器中反應(yīng)正向進(jìn)行的程度大于A，所以甲醇的轉(zhuǎn)化率大小關(guān)系是：α_a＜α_b，
故答案為：等于；＞；＜．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡狀態(tài)的判斷及影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素等知識(shí)點(diǎn)，難度不大，解的關(guān)鍵是要注意兩容器一個(gè)是恒容一個(gè)恒壓的區(qū)別．