Question

清洁能源具有广阔的开发和应用前景，可减少污染解决雾霾问题，其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料，可制作燃料电池．

一定条件下用CO和H₂合成CH₃OH：CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H=﹣105kJ•mol^﹣1．向体积为2L的密闭容器中充入2molCO和4molH₂，测得不同温度下容器内的压强（P：kPa）随时间（min）的变化关系如图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示：

（1）Ⅱ和Ⅰ相比，改变的反应条件是               ．

（2）反应Ⅰ在6min时达到平衡，在此条件下从反应开始到达到平衡时v（CH₃OH）=               ．

（3）反应Ⅱ在2min时达到平衡，平衡常数K（Ⅱ）=        ．

（4）比较反应Ⅰ的温度（T₁）和反应Ⅲ的温度（T₃）的高低：T₁      T₃（填“＞”“＜”“=”），判断的理由是                ．

Answer

①Ⅱ中使用催化剂；②0.125 mol/（L．min）；③12；④＞；此反应为放热反应，降低温度，反应速率减慢，平衡向正反应方向移动．

【解析】①Ⅱ和Ⅰ相比反应速率加快，不影响平衡移动，正反应为气体物质的量减小的反应，应是使用催化剂，②恒温恒容下，压强之比等于气体物质的量之比，故平衡时混合气体总物质的量为（2+4）mol×=3mol，则：

CO（g）+2H2 （g）⇌CH3OH（g）物质的量减小△n=2

起始量（mol）：2 4 0

变化量（mol）：1.5 3 1.5 6﹣3=3

平衡量（mol）：0.5 1 1.5

则v（CH3OH）==0.125 mol/（L．min），

③Ⅱ、Ⅰ温度相同，平衡常数相同，平衡常数K（Ⅱ）=K===12，

④反应Ⅲ达平衡时所用的时间比反应Ⅰ达平衡时所用的时间长，化学反应速率快，且Ⅲ平衡时压强比I小，与I相比平衡正向移动，正反应为气体体积减小放热反应，应降低温度，故温度T1温度更高

【点评】本题考查化学平衡计算与影响因素、化学平衡图象、反应速率与平衡常数等知识，题目难度中等，明确化学平衡及其影响为解答关键，注意掌握三段式在化学计算中的应用，试题培养了学生的化学计算能力．