問題詳情：
探究CH3OH合成反應化學平衡的影響因素，有利於提高CH3OH的產率。以CO2、H2爲原料合成CH3OH涉及的主要反應如下：
Ⅰ. 
Ⅱ. 
Ⅲ. 
回答下列問題：
(1)
_________
。
(2)一定條件下，向體積爲VL的恆容密閉容器中通入1 mol CO2和3 mol H2發生上述反應，達到平衡時，容器中CH3OH(g)爲ɑ mol，CO爲b mol，此時H2O(g)的濃度爲__________mol﹒L-1(用含a、b、V的代數式表示，下同)，反應Ⅲ的平衡常數爲___________。
(3)不同壓強下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，實驗測定CO2的平衡轉化率和CH3OH的平衡產率隨溫度的變化關係如下圖所示。
已知：CO2的平衡轉化率=
CH3OH的平衡產率=
其中縱座標表示CO2平衡轉化率的是圖___________(填“*”或“乙”)；壓強p1、p2、p3由大到小的順序爲___________；圖乙中T1溫度時，三條曲線幾乎交於一點的原因是___________。
(4)爲同時提高CO2的平衡轉化率和CH3OH的平衡產率，應選擇的反應條件爲_________(填標號)。
A.低溫、高壓 B.高溫、低壓 C.低溫、低壓 D.高溫、高壓
【回答】
+40.9 
乙 p1、p2、p3 T1時以反應Ⅲ爲主，反應Ⅲ前後氣體分子數相等，壓強改變對平衡沒有影響 A
【分析】
根據蓋斯定律計算反應熱；利用三個反應，進行濃度和化學平衡常數的計算；結合圖形根據勒夏特列原理考慮平衡移動的方向，確定溫度和壓強變化時，CO2的平衡轉化率和CH3OH的平衡產率之間的關係得到相應的*。
【詳解】
(1).根據反應I-II=III，則△H3=△H1-△H2=-49.5kJ∙mol-1-(-90.4 kJ∙mol-1)=+40.9 kJ∙mol-1；
(2).假設反應II中，CO反應了xmol，則II生成的CH3OH爲xmol，I生成的CH3OH爲(a-x)mol，III生成CO爲(b+x)mol，根據反應I：
，反應II： 
，反應III：
，所以平衡時水的物質的量爲(a-x)mol+(b+x)mol =(a+b)mol，濃度爲:
；平衡時CO2的物質的量爲1mol-(a-x)mol-(b+x)mol=(1-a-b)mol，H2的物質的量爲3mol-3(a-x)mol-2x-(b+x)mol=(3-3a-b)mol，CO的物質的量爲bmol，水的物質的量爲(a+b)mol，則反應III的平衡常數爲：
；
(3).反應I和II爲放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，則CH3OH的平衡產率減少，所以圖*表示CH3OH的平衡產率，圖乙中，開始升高溫度，由於反應I和II爲放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，CO2的平衡轉化率降低，反應III爲吸熱反應，升高溫度反應III向正反應方向移動，升高一定溫度後以反應III爲主，CO2的平衡轉化率又升高，所以圖乙表示CO2的平衡轉化率；壓強增大，反應I和II是氣體體積減小的反應，反應I和II平衡正向移動，反應III氣體體積不變化，平衡不移動，故壓強增大CH3OH的平衡產率增大，根據圖所以壓強關係爲：p1>p2>p3；溫度升高，反應I和II平衡逆向移動，反應III向正反應方向移動，所以T1溫度時，三條曲線交與一點的原因爲：T1時以反應III爲主，反應III前後分子數相等，壓強改變對平衡沒有影響；
(4).根據圖示可知，溫度越低，CO2的平衡轉化率越大，CH3OH的平衡產率越大，壓強越大，CO2的平衡轉化率越大，CH3OH的平衡產率越大，所以選擇低溫和高壓，*選A。
【點睛】
本題爲化學反應原理綜合題，考查了蓋斯定律、化學平衡常數的計算、勒夏特列原理進行圖像的分析，難點爲平衡常數的計算，巧用了三個反應的化學方程式，進行了數據的處理，得到反應III的各項數據，進行計算得到平衡常數。
知識點：化學平衡
題型：綜合題
