Question

【題目】按要求回答下列問(wèn)題。

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

2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)

常溫下，在恒壓密閉容器中上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，在其他條件不變時(shí)，通入2 mol N2，請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫(huà)出正(v正)、逆(v逆)反應(yīng)速率隨時(shí)間t變化的示意圖。

（2）碳單質(zhì)在工業(yè)上有多種用途。例如焦炭可用來(lái)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(wú)雜質(zhì))反應(yīng)生成氣體A和B。當(dāng)溫度在T1 ℃時(shí)，測(cè)得各物質(zhì)平衡時(shí)物質(zhì)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(shí)，達(dá)到平衡共耗時(shí)2分鐘，則NO的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_______mol·L－1·min－1；當(dāng)活性炭消耗0.015 mol 時(shí)，反應(yīng)的時(shí)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(yè)上正在研究利用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇燃料的方法，該方法的化學(xué)方程式是：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0

某科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下圖中實(shí)線(xiàn)所示(圖中字母后的數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的坐標(biāo))�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

①該反應(yīng)在0～8 min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率是___________mol·L－1·min－1。

②僅改變某一條件再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線(xiàn)所示。與實(shí)線(xiàn)相比，曲線(xiàn)Ⅰ改變的條件可能是________，曲線(xiàn)Ⅱ改變的條件可能是________。

Answer 1

【答案】（10分，除標(biāo)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(shí)，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(shù)據(jù)可得v(NO)＝＝0.015 mol·L－1·min－1，此時(shí)消耗活性炭0.03 mol，當(dāng)消耗0.015 mol 活性炭時(shí)，由于前一分鐘的平均反應(yīng)速率大于后一分鐘的平均反應(yīng)速率，所以反應(yīng)時(shí)間小于1分鐘。（3）①前8分鐘內(nèi)，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(dá)到平衡所用時(shí)間短；加壓，平衡右移，n(H2)減少，達(dá)到平衡所用時(shí)間短。