Question

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

回答下列問題：

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

（2）容器I到達平衡所需的時間為20s，反應速率v(CH3OH)為________mol/(L·s)。390℃時該反應的平衡常數K1=_________（填數值）。

（3）容器II達平衡時，壓強是容器I的兩倍，CH3OH的體積分數和容器I中的相同，CH3OH起始的物質的量為____________；平衡時CH3OH(g)的體積分數為__________。

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

Answer 1

【答案】（1）<；投料量相同時，溫度高的容器，平衡時二甲醚的物質的量小，說明反應為放熱反應，△H小于0。（2）0.004；4（3）0.40mol；20%(4)>

【解析】

試題分析：（1）根據表格提供的信息，Ⅰ和Ⅲ投料量相同時，溫度高的容器，平衡時二甲醚的物質的量小，說明反應為放熱反應，△H小于0。

（2）容器I到達平衡所需的時間為20s，平衡時二甲醚的物質的量為0.080mol，根據化學方程式，反應掉的甲醇為0.16mol，則反應速率v(CH3OH)=0.16mol÷（2L×20s）=0.004 mol/(L·s)；390℃時該反應達到平衡時，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K1=（0.04×0.04）÷（0.02×0.02）=4。

（3）該反應是左右氣體系數和不變的可逆反應，容器II達平衡時，壓強是容器I的兩倍，CH3OH的體積分數和容器I中的相同，根據等效平衡理論，Ⅱ中CH3OH起始物質的量為Ⅰ中甲醇起始物質的量的2倍，則CH3OH起始的物質的量為0.40mol，平衡時CH3OH(g)的體積分數與Ⅰ平衡時體積分數相同，為0.04÷0.20×100%=20%。

（4）根據題給數據，Q=（0.1×0.2）÷（0.3×0.3）=0.22<K，平衡正向移動，則起始時該反應速率V正>V逆。