Question

【題目】一定溫度下，在三個(gè)體積都為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

回答下列問(wèn)題：

（1）反應(yīng)的△H_________O（填“＞”或“＜”）；判斷的理由是_____________。

（2）容器I到達(dá)平衡所需的時(shí)間為20s，反應(yīng)速率v(CH3OH)為_(kāi)_______mol/(L·s)。390℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K1=_________（填數(shù)值）。

（3）容器II達(dá)平衡時(shí)，壓強(qiáng)是容器I的兩倍，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)和容器I中的相同，CH3OH起始的物質(zhì)的量為_(kāi)___________；平衡時(shí)CH3OH(g)的體積分?jǐn)?shù)為_(kāi)_________。

（4）390℃，若向3L容器中充入0.9mol CH3OH(g), 0.6mol CH3OCH3(g)和0.3molH2O(g)，則起始時(shí)該反應(yīng)速率V正_____________V逆。（填“>”“<”或“=”）

Answer 1

【答案】（1）<；投料量相同時(shí)，溫度高的容器，平衡時(shí)二甲醚的物質(zhì)的量小，說(shuō)明反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H小于0。（2）0.004；4（3）0.40mol；20%(4)>

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)表格提供的信息，Ⅰ和Ⅲ投料量相同時(shí)，溫度高的容器，平衡時(shí)二甲醚的物質(zhì)的量小，說(shuō)明反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H小于0。

（2）容器I到達(dá)平衡所需的時(shí)間為20s，平衡時(shí)二甲醚的物質(zhì)的量為0.080mol，根據(jù)化學(xué)方程式，反應(yīng)掉的甲醇為0.16mol，則反應(yīng)速率v(CH3OH)=0.16mol÷（2L×20s）=0.004 mol/(L·s)；390℃時(shí)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，二甲醚的濃度為0.04mol/L，水蒸氣的濃度為0.04mol/L，甲醇的濃度為（0.20-0.16）÷2=0.02mol/L，平衡常數(shù)K1=（0.04×0.04）÷（0.02×0.02）=4。

（3）該反應(yīng)是左右氣體系數(shù)和不變的可逆反應(yīng)，容器II達(dá)平衡時(shí)，壓強(qiáng)是容器I的兩倍，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)和容器I中的相同，根據(jù)等效平衡理論，Ⅱ中CH3OH起始物質(zhì)的量為Ⅰ中甲醇起始物質(zhì)的量的2倍，則CH3OH起始的物質(zhì)的量為0.40mol，平衡時(shí)CH3OH(g)的體積分?jǐn)?shù)與Ⅰ平衡時(shí)體積分?jǐn)?shù)相同，為0.04÷0.20×100%=20%。

（4）根據(jù)題給數(shù)據(jù)，Q=（0.1×0.2）÷（0.3×0.3）=0.22<K，平衡正向移動(dòng)，則起始時(shí)該反應(yīng)速率V正>V逆。