Question

【题目】按要求回答下列问题。

（1）最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应：

2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)

常温下，在恒压密闭容器中上述反应达到平衡后，在其他条件不变时，通入2 mol N2，请在下图中画出正(v正)、逆(v逆)反应速率随时间t变化的示意图。

（2）碳单质在工业上有多种用途。例如焦炭可用来制取水煤气、冶炼金属，活性炭可处理大气污染物NO。

一定条件下，在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)反应生成气体A和B。当温度在T1 ℃时，测得各物质平衡时物质的量如下表：

	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 ℃时，达到平衡共耗时2分钟，则NO的平均反应速率为________mol·L－1·min－1；当活性炭消耗0.015 mol 时，反应的时间________(填“大于”、“小于”或“等于”)1分钟。

（3）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。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0

某科学实验小组将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L 的密闭容器中(温度保持不变)，测得H2的物质的量随时间变化如下图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。回答下列问题：

①该反应在0～8 min内CO2的平均反应速率是___________mol·L－1·min－1。

②仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是________，曲线Ⅱ改变的条件可能是________。

Answer 1

【答案】（10分，除标明外，每空2分）

（1）

（2）0.015 小于

（3）①0.125 ②升温（1分） 加压（1分）

【解析】（1）恒压时，充入N2，由于H2O为液体，平衡右移，但平衡后与原平衡速率一样。（2）由表中数据可得v(NO)＝＝0.015 mol·L－1·min－1，此时消耗活性炭0.03 mol，当消耗0.015 mol 活性炭时，由于前一分钟的平均反应速率大于后一分钟的平均反应速率，所以反应时间小于1分钟。（3）①前8分钟内，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升温，平衡左移，n(H2)增大，达到平衡所用时间短；加压，平衡右移，n(H2)减少，达到平衡所用时间短。