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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Ⅱ中使用催化剂．
（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）=0.125mol/（L．min）．
（3）反应Ⅱ在2min时达到平衡，平衡常数K（Ⅱ）=12．
（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．

分析 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×$\frac{1.0aKpa}{2.0akPa}$=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
再根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（CH3OH）；
③Ⅱ、Ⅰ温度相同，平衡常数相同，根据K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}$计算平衡常数；
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．

解答 解：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，
故答案为：Ⅱ中使用催化剂；
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×$\frac{1.0aKpa}{2.0akPa}$=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）=$\frac{\frac{1.5mol}{2L}}{6min}$=0.125 mol/（L．min），
故答案为：0.125 mol/（L．min）；
③Ⅱ、Ⅰ温度相同，平衡常数相同，平衡常数K（Ⅱ）=K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}$=$\frac{\frac{1.5}{2}}{\frac{0.5}{2}×（\frac{1}{2}）^{2}}$=12，
故答案为：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，
故答案为：＞；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．

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．

练习册系列答案
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