题目内容
【题目】实现 “节能减排” 和“低碳经济”是化学工作者研究的重要课题。有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g）
（1）CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，两种温度下CH3OH的物质的量随时间的变化见图1。曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ____KⅡ（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）某实验中将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图2曲线（甲）所示。
①a点正反应速率_________逆反应速率（填“＞”、“＜”或“＝”）；
0-10min内v（CH3OH） ＝__________mol·L－1·min－1。
②若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（乙）所示。曲线（乙）对应改变的实验条件可以是______填序号）。
A．加催化剂 B．增大压强
C．升高温度 D．增大CO2浓度
（3）830 ℃，反应的平衡常数K＝1。在2L恒容反应器中发生上述反应，按下表中A、B、C、D四组的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有_____（填序号）。
物质 | A | B | C | D |
n（CO2） | 3 | 1 | 3 | 1 |
n（H2） | 2 | 2 | 4 | 0 |
n（CH3OH） | 1 | 2 | 3 | 0.5 |
n（H2O） | 0 | 2 | 3 | 2 |
（4）研究发现，在相同条件下还发生另一个平行反应CO2（g）＋H2（g）
CO（g）＋H2O（g）。CO2与H2用量相同，使用不同的催化剂时，产物中CO与CH3OH比例有较大差异，其原因是__________________________ 。
【答案】> ＞ 0.1 BD AC 催化剂有选择性（对不同反应催化能力不同）
【解析】
（1）先根据图象判断出反应放热，升高温度，平衡常数会降低，据此判断平衡常数的变化；
（2）根据第（1）问可知，CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H＜0，即该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，
①a点时还没有达到平衡状态，反应物氢气的物质的量继续减小，据此分析；先结合图象信息，根据化学反应速率的定义
=
直接计算出氢气表示的化学反应速率（H2），再根据各物质的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比间接得出结论；
②增大压强或增大CO2浓度可以使平衡向正反应方向移动；使用催化剂可以加快反应速率，但平衡不发生移动；升高温度可加快反应速率，平衡向逆反应方向移动，据此分析；
（3）将各选项中物质的浓度代入浓度商公式计算浓度商的值，然后与化学平衡常数比较，判断反应进行的方向，若Qc<K，则反应向正向移动；若Qc＞K，则反应向逆向移动；
（4）根据题意，考虑催化剂的选择性分析作答。
（1）根据图象可知，线Ⅱ的反应速率大于线Ⅰ，所以线Ⅱ对应的温度高于线Ⅰ，而线Ⅱ对应的甲醇的物质的量小，也就是说温度高，反应平衡向逆向移动，则反应的△H＜0，所以相对于线Ⅰ来说，升高温度（线Ⅱ）导致平衡逆向移动，平衡常数变小，即KⅠ＞KⅡ，
故答案为：＞；
（2）①a点时还没有达到平衡状态，反应物氢气的物质的量继续减小，平衡向正向移动，所以正反应速率大于逆反应速率；由图2曲线可知，在2 L的密闭容器中，在0-10 min内，氢气从8 mol减小到2 mol，根据（H2）= = 
= 
= 0.3 mol·L－1·min－1，根据各物质的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比可知，（CH3OH） = 
（H2） = 
×0.3 mol·L－1·min－1 = 0.1 mol·L－1·min－1，
故答案为：＞；0.1 mol·L－1·min－1；
②A. 使用催化剂可以加快反应速率，但平衡状态与甲相同，故A项错误；
B. 由图象知曲线乙中H2的反应速率快，结合反应方程式可知，增大压强可以使平衡向正反应方向移动，加快H2的消耗速率，且达平衡时H2的物质的量小于甲，故B项正确；
C. 升高温度可加快反应速率，但平衡向逆反应方向移动，平衡时H2的量应多于甲，故C项错误；
D. 增大CO2浓度,平衡向正反应方向移动，加快H2的消耗速率，且达平衡时H2的物质的量小于甲，故D项正确；
答案选BD；
（3）根据任何时刻的各物质的浓度商Qc = 
，若Qc<K，则反应向正向移动，据此分析判断；
容器的体积为2 L，则各物质的物质的量浓度数值上等于
。
A. Qc = 
= 0 ＜ 1，则反应向正方向进行，故A项正确；
B. Qc = 
= 2 ＞1，反应向逆方向进行，故B项错误；
C. Qc =
= 
<1，反应向正方向进行，故C项正确；
D. Qc = 
无意义，故无法判断反应的方向，故D项错误。
故答案选AC；
（4）CO2与H2用量相同，使用不同的催化剂时，产物中CO与CH3OH比例有较大差异，说明不同的催化剂对反应的催化能力不同，即因催化剂有选择性导致产物中CO与CH3OH比例有影响，
故答案为：催化剂有选择性（对不同反应催化能力不同）。
