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。工業上有一種用CO₂來生產甲醇燃料的方法：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)△H＝－49．0kJ·mol^－1。某科學實驗將6molCO₂和8molH₂充入2L密閉容器中，測得H₂的物質的量隨時間變化如右圖所示（實線）。圖中數據a（1，6）代表的意思是：在l min時H₂的物質的量是6mol。

①下列時間段平均反應速率最大的是__________，最小的是______________。

A．0～1min

B．1～3min

C．3～8min

D．8～11min

②僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗測得H₂的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示，曲線Ⅰ對應的實驗改變的條件是________，曲線Ⅱ對應的實驗改變的條件是_________。
（2）利用光能和光催化劑，可將CO₂和H₂O(g)轉化為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產量隨光照時間的變化如圖所示。在0~30 h內，CH₄的平均生成速率v(Ⅰ)、v(Ⅱ)和v(Ⅲ)從大到小的順序為                  。反應開始后的12小時內，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，增大壓強或者是增大CO₂濃度（各2分）
（2）v(Ⅲ)>v(Ⅱ)>v(Ⅰ)（2分）;Ⅱ  （2分）

解析試題分析：（1）①由圖1可知，0～1min內氫氣的變化量為8mol-6mol=2mol；
B．1～3min內氫氣的變化量為6mol-3mol=3mol，平均1min變化量為1.5mol；
C．3～8min內氫氣的變化量為3mol-2mol=1mol，平均1min變化量為0.2mol；
D．8～11min達平衡狀態，氫氣的物質的量不再變化．
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CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ·mol^－1，正反應是體積減小的放熱反應．
由圖1可知，曲線Ⅰ最先到達平衡，平衡時氫氣的物質的量增大，故改變條件應增大反應速率且平衡向逆反應移動，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，平衡時氫氣的物質的量減小，故改變條件應增大反應速率且平衡向正反應移動，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，甲烷的物質的量變化量為△n（Ⅰ）＜△n（Ⅱ）＜△n（Ⅲ），故在0～30h內，CH₄的平均生成速率v（Ⅲ）＞v（Ⅱ）＞v（Ⅰ）；
由圖2可知反應開始后的12小時內，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．
考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線；反應速率的定量表示方法