Question

【题目】一定温度下，在三个体积都为2L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

回答下列问题：

（1）反应的△H_________O（填“＞”或“＜”）；判断的理由是_____________。

（2）容器I到达平衡所需的时间为20s，反应速率v(CH3OH)为________mol/(L·s)。390℃时该反应的平衡常数K1=_________（填数值）。

（3）容器II达平衡时，压强是容器I的两倍，CH3OH的体积分数和容器I中的相同，CH3OH起始的物质的量为____________；平衡时CH3OH(g)的体积分数为__________。

（4）390℃，若向3L容器中充入0.9mol CH3OH(g), 0.6mol CH3OCH3(g)和0.3molH2O(g)，则起始时该反应速率V正_____________V逆。（填“>”“<”或“=”）

Answer 1

【答案】（1）<；投料量相同时，温度高的容器，平衡时二甲醚的物质的量小，说明反应为放热反应，△H小于0。（2）0.004；4（3）0.40mol；20%(4)>

【解析】

试题分析：（1）根据表格提供的信息，Ⅰ和Ⅲ投料量相同时，温度高的容器，平衡时二甲醚的物质的量小，说明反应为放热反应，△H小于0。

（2）容器I到达平衡所需的时间为20s，平衡时二甲醚的物质的量为0.080mol，根据化学方程式，反应掉的甲醇为0.16mol，则反应速率v(CH3OH)=0.16mol÷（2L×20s）=0.004 mol/(L·s)；390℃时该反应达到平衡时，二甲醚的浓度为0.04mol/L，水蒸气的浓度为0.04mol/L，甲醇的浓度为（0.20-0.16）÷2=0.02mol/L，平衡常数K1=（0.04×0.04）÷（0.02×0.02）=4。

（3）该反应是左右气体系数和不变的可逆反应，容器II达平衡时，压强是容器I的两倍，CH3OH的体积分数和容器I中的相同，根据等效平衡理论，Ⅱ中CH3OH起始物质的量为Ⅰ中甲醇起始物质的量的2倍，则CH3OH起始的物质的量为0.40mol，平衡时CH3OH(g)的体积分数与Ⅰ平衡时体积分数相同，为0.04÷0.20×100%=20%。

（4）根据题给数据，Q=（0.1×0.2）÷（0.3×0.3）=0.22<K，平衡正向移动，则起始时该反应速率V正>V逆。