Question

甲醇是一种重要的有机化工原料，可用于制取甲醚．一定温度下，在三个体积为1.0L的恒容密闭容器中发生反应：2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）．

容器编号	温度（℃）	起始物质的量（mol）	平衡物质的量（mol）
		CH3OH（g）	CH3OCH3（g）	H2O（g）
Ⅰ	387	0.20	0.080	0.080
Ⅱ	387	0.40	a	b
Ⅲ	207	0.20	0.090	0.090

（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=

 

．
（2）该反应的正反应为

 

（填“放热”或“吸热”）反应．
（3）容器I中的反应达到平衡时所需的时间

 

（填“大于”“小于”或等于）容器Ⅱ中的．
（4）a=

 

，b=

 

．
（5）已知下面两个反应（m、n．均大于0）：
反应①：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-m kJ?mol^-1
反应②2CO（g）+4H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-n kJ?mol^-1
则下列m与n的关系中，正确的是

 

（填字母）．
A．n＞2m    B．m＞2n   C．n＞m   D．m＞3n．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,反应热的大小比较,化学平衡的计算

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积；
（2）化学平衡常数的大小只与温度有关，升高温度，平衡向吸热的方向移动；
（3）温度相同，浓度越大，反应速率越大，达到平衡时所需的时间越少；
（4）反应Ⅰ、Ⅱ温度相同，反应2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）是反应前后气体体积不变的反应，Ⅰ、Ⅱ属于等效平衡；
（5）由盖斯定律可计算．

解答： 解：（1）平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，故该反应的化学平衡常数表达式为K=

c(CH3OCH3)?c(H2O)

c2(CH3OH)

，
故答案为：

c(CH3OCH3)?c(H2O)

c2(CH3OH)

；
（2）化学平衡常数的大小只与温度有关，升高温度，平衡向吸热的方向移动，反应Ⅰ、Ⅲ起始量相同，Ⅰ的CH₃OCH₃（g）含量低，说明升温正向移动，正反应为放热过程，故答案为：放热；
（3）温度相同，浓度越大，反应速率越大，达到平衡时所需的时间越少，Ⅰ、Ⅱ反应温度相同，Ⅰ的浓度低，需要的时间长，故答案为：大于；
（4）反应Ⅰ、Ⅱ温度相同，反应2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）是反应前后气体体积不变的反应，Ⅰ、Ⅱ属于等效平衡，Ⅱ的生成物量为Ⅰ的

0.40

0.20

=2倍，故a=0.08×2=0.16，b=0.08×2=0.16，
故答案为：0.16；0.16；
（5）由反应①：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-m kJ?mol^-1
反应②2CO（g）+4H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-n kJ?mol^-1
根据②-2①得2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-（n-2m） kJ?mol^-1
由（2）知△H=-（n-2m） kJ?mol^-1＜0，故n＞2m，
故答案为：A．

点评：本题考查了化学平衡常数的含义以及计算、反应热大小判断问题，难度一般，注意盖斯定律的应用．