题目内容


已知某气体反应的平衡常数可表示为K=c(CH3OCH3)c(H2O)/[c(CH3OH)]2,该反应在不同温度下的平衡常数:400℃,K=32;500℃,K=44.

请回答下列问题:

(1)写出上述反应的化学方程式 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) .

(2)该反应的正反应是 吸热 反应(填“放热”或者“吸热”),

(3)已知在密闭容器中,测得某时刻各组分的浓度如下:

物质

CH3OH(g)

CH3OCH3(g)

H2O(g)

浓度/(mol•L﹣1)

0.54

0.68

0.68

①此时系统温度400℃,比较正、逆反应速率的大小:v正 >  v逆 (填“>”、“<”或“=”).

②若以甲醇百分含量为纵坐标,以温度为横坐标,此时反应点在图象的位置是图中 A 点.比较图中B、D两点所对应的正反应速率B < D(填“>”、“<”或“=”).理由是 D点温度高于B点,温度越高反应速率越大,所以反应速率也大于B .

(4)一定条件下要提高反应物的转化率,可以采用的措施是 ae 

a.升高温度                b.加入催化剂          c.压缩容器的体积

d.增加水蒸气的浓度        e.及时分离出产物.


考点:

化学平衡常数的含义;化学平衡的影响因素;体积百分含量随温度、压强变化曲线. .

专题:

化学平衡专题.

分析:

(1)由平衡常数的表达式可知该反应甲醇分子间脱水生成二甲醚和水;

(2)已知温度升高,平衡常数增大,说明升高温度,平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应;

(3)①计算浓度商,与平衡常数比较,可判断反应向正反应方向移动,故v正> v逆;

②因为平衡向正反应方向移动,甲醇的含量大于平衡时的含量,温度越高,反应速率越大;

(4)转化率=×100%,根据条件变化对平衡的影响来判断转化率的变化.

解答:

解:(1)由平衡常数的表达式:K=,可知该反应的反应物为甲醇,生成物为二甲醚和水;化学方程式为2CH3OH(g)  CH3OCH3(g)+H2O(g);

(2)该反应在不同温度下的平衡常数:400℃,K=32;500℃,K=44,温度升高,平衡常数增大,说明温度升高,平衡向正反应方向移动,又升高温度,平衡向吸热反应方向移动,所以正反应为吸热反应;

(3)①此时浓度商Q==1.55<32,反应未达到平衡状态,向正反应方向移动,故v正> v逆;

②由①可知平衡向正反应方向移动,所以甲醇的百分含量大于平衡时的含量,此时反应点应在A点;根据影响化学反应速率的因素,温度越高反应速率越大,D点温度高于B点,所以D点对应的正反应速率也大于B点;

(4)a、正反应是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,甲醇的平衡浓度减小,转化率增大;

b、加入催化剂,平衡不移动,转化率不变;

c、该反应为体积不变的反应,压缩容器体积,平衡不移动,转化率不变;

d、增加水蒸气浓度,平衡向逆反应方向移动,甲醇的转化率减小;

e、及时分离产物,平衡向正反应方向移动,甲醇的转化率增大;

故选ae.

故答案为:(1)2CH3OH(g)  CH3OCH3(g)+H2O(g);  

(2)吸热;

(3)①>;

②A,<,D点温度高于B点,温度越高反应速率越大,所以反应速率也大于B;

(4)ae

点评:

本题是化学反应原理的综合性试题,考查了化学方程式的书写、化学平衡移动原理,和利用浓度商和平衡常数的关系判断平衡移动的方向、平衡常数和速率大小的比较.


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(2)C元素与其同主族下一周期元素组成的晶体中,C原子的杂化方式为    .

元    素

Mn

Fe

电离能

/kJ·mol-1

I1

717

759

I2

1509

1561

I3

3248

2957

(3)Mn和Fe的部分电离能数据如表:

根据表数据,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,其原因是          。

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有                (填序号)。

A.氢键     B.离子键    C.共价键

D.金属键   E.配位键

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