题目内容

3.二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料,可以通过CH3OH分子间脱水制得:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5J•mol-1.在T1℃,恒容密闭容器中建立上述平衡,体系中各组分浓度随时间变化如图所示.
①上述由甲醇制二甲醚的反应属于放热反应.在T1℃时,反应的平衡常数为5;
②相同条件下,若改变起始浓度,某时刻各组分浓度依次为c(CH3OH)=0.4mol•L-1,c(H2O)=0.6mol•L-1、c(CH3OCH3)=1.2mol•L-1,此时正、逆反应速率的大小:v(正)>v(逆)(填“>”、“<”或“=”).

分析 ①反应焓变小于0,故甲醇制二甲醚属于放热反应;
由图可知,在t1min时到达平衡,平衡时CH3OH、CH3OCH3、H2O浓度分别为0.4mol/L、1mol/L、0.8mol/L,代入平衡常数表达式K=$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})•c({H}_{2}O)}{{c}^{2}(C{H}_{3}OH)}$计算;
②计算浓度商Qc,与平衡常数比较,判断反应进行的方向,进而判断正、逆反应速率关系.

解答 解:①反应焓变小于0,故甲醇制二甲醚属于放热反应;
由图可知,在t1min时到达平衡,平衡时CH3OH、CH3OCH3、H2O浓度分别为0.4mol/L、1mol/L、0.8mol/L,故该温度下平衡常数K=$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})•c({H}_{2}O)}{{c}^{2}(C{H}_{3}OH)}$=$\frac{1×0.8}{0.{4}^{2}}$=5,
故答案为:放热;5;
②此时的浓度商Qc=$\frac{1.2×0.6}{0.{4}^{2}}$=4.5,小于平衡常数5,故反应向正反应进行,则v (正)>v (逆),
故答案为:>.

点评 本题考查吸热反应与放热反应、化学平衡常数的有关计算与应用等,难度中等,注意掌握化学平衡常数的应用:1、用来判断反应进行的程度,2、判断反应的热效应,3、判断反应进行的方向,4、用来计算物质的转化率.

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