Question

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)甲醇燃料的發(fā)法：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1．某科學(xué)實(shí)驗(yàn)將6mol CO₂和8mol H₂充入2L的密閉容器中，測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示（實(shí)線）．
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)條件改變是

 

，曲線Ⅱ?qū)��?yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是

 

．
③根據(jù)該反應(yīng)的特點(diǎn)，此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是

 

（填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”）

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線

專題：化學(xué)平衡專題

分析：①單位時(shí)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(shí)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(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)；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)；結(jié)合反應(yīng)的特征進(jìn)行分析；
③根據(jù)自發(fā)進(jìn)行判斷依據(jù)判斷．

解答： 解：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；
③反應(yīng)前氣體體積大于反應(yīng)后氣體體積，即正反應(yīng)方向?yàn)殪卦黾�，根�?jù)△H-T?△S＜0可知，溫度較低有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行，故答案為：低溫．

點(diǎn)評(píng)：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(duì)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(dá)到平衡，以此判斷溫度或壓強(qiáng)的高低，再依據(jù)外界條件對(duì)平衡的影響解答．