Question

（1）固定和利用CO₂能有效地利用資源，并減少空氣中的溫室氣體．工業(yè)上有一種用CO₂來生產(chǎn)甲醇燃料的方法：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1．某科學(xué)實驗將6molCO₂和8molH₂充入2L密閉容器中，測得H₂的物質(zhì)的量隨時間變化如圖1所示（實線）．圖中數(shù)據(jù)a（1，6）代表的意思是：在l min時H₂的物質(zhì)的量是6mol．
①下列時間段平均反應(yīng)速率最大的是

A

，最小的是

D

．
A．0～1min    B．1～3min    C．3～8min    D．8～11min

②僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗測得H₂的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中虛線所示，曲線Ⅰ對應(yīng)的實驗改變的條件是

升高溫度

，曲線Ⅱ?qū)��?yīng)的實驗改變的條件是

增大壓強或者是增大CO₂濃度

．
（2）利用光能和光催化劑，可將CO₂和H₂O（g）轉(zhuǎn)化為CH₄和O₂．紫外光照射時，等量的CO₂和H₂O（g）在不同催化劑（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，CH₄產(chǎn)量隨光照時間的變化如圖2所示．在0～30h內(nèi)，CH₄的平均生成速率v（Ⅰ）、v（Ⅱ）和v（Ⅲ）從大到小的順序為

v（Ⅲ）＞v（Ⅱ）＞v（Ⅰ）

．反應(yīng)開始后的12小時內(nèi)，在第

Ⅱ

種催化劑的作用下，收集的CH₄最多．

Answer 1

分析：（1）①單位時間氫氣的物質(zhì)的量的變化量越大，表明平均速率越大，單位時間氫氣的物質(zhì)的量的變化量越小，平均反應(yīng)速率越小．
②由圖1可知，曲線Ⅰ最先到達平衡，平衡時氫氣的物質(zhì)的量增大，故改變條件應(yīng)增大反應(yīng)速率且平衡向逆反應(yīng)移動；
曲線Ⅱ到達平衡的時間比原平衡短，平衡時氫氣的物質(zhì)的量減小，故改變條件應(yīng)增大反應(yīng)速率且平衡向正反應(yīng)移動；
結(jié)合反應(yīng)的特征進行分析．
（2）相同時間甲烷的物質(zhì)的量的變化量越大，表明平均速率越大，相同時間甲烷的物質(zhì)的量的變化量越小，平均反應(yīng)速率越小．
由圖2可知反應(yīng)開始后的12小時內(nèi)，在第Ⅱ種催化劑的作用下，收集的CH₄最多．

解答：解：（1）①由圖1可知，0～1min內(nèi)氫氣的變化量為8mol-6mol=2mol；
 B．1～3min內(nèi)氫氣的變化量為6mol-3mol=3mol，平均1min變化量為1.5mol；
 C．3～8min內(nèi)氫氣的變化量為3mol-2mol=1mol，平均1min變化量為0.2mol；
D．8～11min達平衡狀態(tài)，氫氣的物質(zhì)的量不再變化．
故1～3min速率增大，8～11min速率最小．
故答案為：A；D．
②對于可逆反應(yīng)CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1，正反應(yīng)是體積減小的放熱反應(yīng)．
由圖1可知，曲線Ⅰ最先到達平衡，平衡時氫氣的物質(zhì)的量增大，故改變條件應(yīng)增大反應(yīng)速率且平衡向逆反應(yīng)移動，可以采取的措施為：升高溫度．
曲線Ⅱ到達平衡的時間比原平衡短，平衡時氫氣的物質(zhì)的量減小，故改變條件應(yīng)增大反應(yīng)速率且平衡向正反應(yīng)移動，可以采取的措施為：增大壓強或者是增大CO₂濃度．
故答案為：升高溫度；增大壓強或者是增大CO₂濃度．
（2）由圖2可知，在0～30h內(nèi)，甲烷的物質(zhì)的量變化量為△n（Ⅰ）＜△n（Ⅱ）＜△n（Ⅲ），故在0～30h內(nèi)，CH₄的平均生成速率v（Ⅲ）＞v（Ⅱ）＞v（Ⅰ）；
由圖2可知反應(yīng)開始后的12小時內(nèi)，在第Ⅱ種催化劑的作用下，收集的CH₄最多．
故答案為：v（Ⅲ）＞v（Ⅱ）＞v（Ⅰ）；Ⅱ．

點評：本題考查化學(xué)平衡圖象、反應(yīng)速率大小判斷、外界條件對平衡的影響等，題目難度不大，注意圖象1中利用“先拐先平”，即曲線先折拐的首先達到平衡，以此判斷溫度或壓強的高低，再依據(jù)外界條件對平衡的影響解答．