Question

固定和利用CO₂能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体．工业上有一种用CO₂来生产甲醇燃料的发法：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1．某科学实验将6mol CO₂和8mol H₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化如图所示（实线）．
①下列时间段平均反应速率最大的是

 

，最小的是

 

．
A．0～1min     B．1～3min     C．3～8min     D．8～11min
②仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是

 

，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是

 

．
③根据该反应的特点，此反应自发进行的条件是

 

（填“高温”、“低温”或“任何温度”）

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：①单位时间氢气的物质的量的变化量越大，表明平均速率越大，单位时间氢气的物质的量的变化量越小，平均反应速率越小；
②由图1可知，曲线Ⅰ最先到达平衡，平衡时氢气的物质的量增大，故改变条件应增大反应速率且平衡向逆反应移动；曲线Ⅱ到达平衡的时间比原平衡短，平衡时氢气的物质的量减小，故改变条件应增大反应速率且平衡向正反应移动；结合反应的特征进行分析；
③根据自发进行判断依据判断．

解答： 解：①由图1可知，0～1min内氢气的变化量为8mol-6mol=2mol； B．1～3min内氢气的变化量为6mol-3mol=3mol，平均1min变化量为1.5mol； C．3～8min内氢气的变化量为3mol-2mol=1mol，平均1min变化量为0.2mol；D．8～11min达平衡状态，氢气的物质的量不再变化．故1～3min速率增大，8～11min速率最小，
故答案为：A；D；
②对于可逆反应CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1，正反应是体积减小的放热反应；由图1可知，曲线Ⅰ最先到达平衡，平衡时氢气的物质的量增大，故改变条件应增大反应速率且平衡向逆反应移动，可以采取的措施为：升高温度；曲线Ⅱ到达平衡的时间比原平衡短，平衡时氢气的物质的量减小，故改变条件应增大反应速率且平衡向正反应移动，可以采取的措施为：增大压强或者是增大CO₂浓度，
故答案为：升高温度；增大压强或者是增大CO₂浓度；
③反应前气体体积大于反应后气体体积，即正反应方向为熵增加，根据△H-T?△S＜0可知，温度较低有利于反应的自发进行，故答案为：低温．

点评：本题考查化学平衡图象、反应速率大小判断、外界条件对平衡的影响等，题目难度不大，注意图象1中利用“先拐先平”，即曲线先折拐的首先达到平衡，以此判断温度或压强的高低，再依据外界条件对平衡的影响解答．