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＝－49.0 kJ·mol^－1

某科学实验将6 mol CO₂和8 mol H₂充入一容积为2 L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化如下图中实线所示(图中字母后数对表示对应的坐标)：

回答下列问题：

(1)由图分析，在下列时间段内反应速率最快的时间段是________(填序号)。

a．0～1 min　　　　　　                                       b．1～3 min

c．3～8 min                                                             d．8～11 min

(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________________。

(3)下列表述能表示该反应已达平衡的是________(填序号)。

a．容器内压强不再改变

b．容器内气体的密度不再改变

c．容器内气体的平均摩尔质量不再改变

d．容器内各物质的物质的量相等

Answer 1

解析　(1)图像中的斜率越大，速率越大。

(2)曲线Ⅰ与实线相比较，起点相同，达到平衡所用的时间短，反应速率加快，且平衡时n(H₂)大，改变的条件应是升高温度，使平衡左移；曲线Ⅰ与实线相比较，起点相同，达到平衡所用的时间短，反应速率加快，且平衡时n(H₂)小，改变的条件应是增大压强，使平衡右移。

(3)反应CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol^－1是正反应体积缩小的放热反应。容器内压强、气体平均摩尔质量不再改变，说明气体的总物质的量不再改变，a、c符合题意；容器的体积不变，质量不变，密度始终不变，b不符合题意；容器内各物质的物质的量相等，不一定达到平衡，d不符合题意。

答案　(1)a　(2)升高温度　增大压强　(3)a、c