Question

【題目】按要求回答下列問題。

（1）最新“人工固氮”的研究報道：常溫常壓、光照條件下，N2在催化劑表面與水發生反應：

2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)

常溫下，在恒壓密閉容器中上述反應達到平衡后，在其他條件不變時，通入2 mol N2，請在下圖中畫出正(v正)、逆(v逆)反應速率隨時間t變化的示意圖。

（2）碳單質在工業上有多種用途。例如焦炭可用來制取水煤氣、冶煉金屬，活性炭可處理大氣污染物NO。

一定條件下，在2 L密閉容器中加入NO和活性炭(無雜質)反應生成氣體A和B。當溫度在T1 ℃時，測得各物質平衡時物質的量如下表：

	活性炭(mol)	NO(mol)	A(mol)	B(mol)
初始	2.030	0.100	0	0
平衡	2.000	0.040	0.030	0.030

在T1 ℃時，達到平衡共耗時2分鐘，則NO的平均反應速率為________mol·L－1·min－1；當活性炭消耗0.015 mol 時，反應的時間________(填“大于”、“小于”或“等于”)1分鐘。

（3）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。工業上正在研究利用CO2來生產甲醇燃料的方法，該方法的化學方程式是：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0

某科學實驗小組將6 mol CO2和8 mol H2充入一容積為2 L 的密閉容器中(溫度保持不變)，測得H2的物質的量隨時間變化如下圖中實線所示(圖中字母后的數字表示對應的坐標)。回答下列問題：

①該反應在0～8 min內CO2的平均反應速率是___________mol·L－1·min－1。

②僅改變某一條件再進行實驗，測得H2的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示。與實線相比，曲線Ⅰ改變的條件可能是________，曲線Ⅱ改變的條件可能是________。

Answer 1

【答案】（10分，除標明外，每空2分）

（1）

（2）0.015 小于

（3）①0.125 ②升溫（1分） 加壓（1分）

【解析】（1）恒壓時，充入N2，由于H2O為液體，平衡右移，但平衡后與原平衡速率一樣。（2）由表中數據可得v(NO)＝＝0.015 mol·L－1·min－1，此時消耗活性炭0.03 mol，當消耗0.015 mol 活性炭時，由于前一分鐘的平均反應速率大于后一分鐘的平均反應速率，所以反應時間小于1分鐘。（3）①前8分鐘內，v(H2)＝＝0.375 mol·L－1·min－1，所以v(CO2)＝×0.375 mol·L－1·min－1＝0.125 mol·L－1·min－1。②升溫，平衡左移，n(H2)增大，達到平衡所用時間短；加壓，平衡右移，n(H2)減少，達到平衡所用時間短。