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(lái)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(shí)驗(yàn)將6molCO₂和8molH₂充入2L密閉容器中，測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如右圖所示（實(shí)線）。圖中數(shù)據(jù)a（1，6）代表的意思是：在l min時(shí)H₂的物質(zhì)的量是6mol。

①下列時(shí)間段平均反應(yīng)速率最大的是__________，最小的是______________。

A．0～1min

B．1～3min

C．3～8min

D．8～11min

②僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示，曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改變的條件是________，曲線Ⅱ?qū)��?yīng)的實(shí)驗(yàn)改變的條件是_________。
（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(shí)，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(shí)間的變化如圖所示。在0~30 h內(nèi)，CH₄的平均生成速率v(Ⅰ)、v(Ⅱ)和v(Ⅲ)從大到小的順序?yàn)?u>                  。反應(yīng)開(kāi)始后的12小時(shí)內(nèi)，在第___________種催化劑的作用下，收集的CH₄最多。

Answer 1

（12分）（1）①A、D  ②升高溫度，增大壓強(qiáng)或者是增大CO₂濃度（各2分）
（2）v(Ⅲ)>v(Ⅱ)>v(Ⅰ)（2分）;Ⅱ  （2分）

試題分析：（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(dá)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(duì)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(dá)平衡，平衡時(shí)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(dòng)，可以采取的措施為：升高溫度．
曲線Ⅱ到達(dá)平衡的時(shí)間比原平衡短，平衡時(shí)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(dòng)，可以采取的措施為：增大壓強(qiáng)或者是增大CO₂濃度．
故答案為：升高溫度；增大壓強(qiáng)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(kāi)始后的12小時(shí)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．