Question

已知某氣體反應的平衡常數可表示為K=c（CH₃OCH₃）c（H₂O）/[c（CH₃OH）]²，該反應在不同溫度下的平衡常數：400℃，K=32；500℃，K=44．
請回答下列問題：
（1）寫出上述反應的化學方程式

 

．
（2）該反應的正反應是

 

反應（填“放熱”或者“吸熱”），
（3）已知在密閉容器中，測得某時刻各組分的濃度如下：

物質	CH3OH（g）	CH3OCH3（g）	H2O（g）
濃度/（mol?L-1）	0.54	0.68	0.68

①此時系統溫度400℃，比較正、逆反應速率的大小：v_正

 

 v_逆 （填“＞”、“＜”或“=”）．
②若以甲醇百分含量為縱坐標，以溫度為橫坐標，此時反應點在圖象的位置是圖中

 

點．比較圖中B、D兩點所對應的正反應速率B

 

D（填“＞”、“＜”或“=”）．理由是

 

．
（4）一定條件下要提高反應物的轉化率，可以采用的措施是

 

a．升高溫度                b．加入催化劑          c．壓縮容器的體積
d．增加水蒸氣的濃度        e．及時分離出產物．

Answer 1

分析：（1）由平衡常數的表達式可知該反應甲醇分子間脫水生成二甲醚和水；
（2）已知溫度升高，平衡常數增大，說明升高溫度，平衡向正反應方向移動，正反應為吸熱反應；
（3）①計算濃度商，與平衡常數比較，可判斷反應向正反應方向移動，故v_正＞ v_逆；
②因為平衡向正反應方向移動，甲醇的含量大于平衡時的含量，溫度越高，反應速率越大；
（4）轉化率=

甲醇的起始濃度-甲醇的平衡濃度

甲醇的起始濃度

×100%，根據條件變化對平衡的影響來判斷轉化率的變化．

解答：解：（1）由平衡常數的表達式：K=

c(CH3OCH3) C(H2O)

C(CH3OH)2

，可知該反應的反應物為甲醇，生成物為二甲醚和水；化學方程式為2CH₃OH（g）  CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）；
（2）該反應在不同溫度下的平衡常數：400℃，K=32；500℃，K=44，溫度升高，平衡常數增大，說明溫度升高，平衡向正反應方向移動，又升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，所以正反應為吸熱反應；
（3）①此時濃度商Q=

0.68×0.68

0.542

=1.55＜32，反應未達到平衡狀態，向正反應方向移動，故v_正＞ v_逆；
②由①可知平衡向正反應方向移動，所以甲醇的百分含量大于平衡時的含量，此時反應點應在A點；根據影響化學反應速率的因素，溫度越高反應速率越大，D點溫度高于B點，所以D點對應的正反應速率也大于B點；
（4）a、正反應是吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，甲醇的平衡濃度減小，轉化率增大；
b、加入催化劑，平衡不移動，轉化率不變；
c、該反應為體積不變的反應，壓縮容器體積，平衡不移動，轉化率不變；
d、增加水蒸氣濃度，平衡向逆反應方向移動，甲醇的轉化率減小；
e、及時分離產物，平衡向正反應方向移動，甲醇的轉化率增大；
故選ae．
故答案為：（1）2CH₃OH（g）  CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）；   
（2）吸熱；
（3）①＞；
②A，＜，D點溫度高于B點，溫度越高反應速率越大，所以反應速率也大于B；
（4）ae

點評：本題是化學反應原理的綜合性試題，考查了化學方程式的書寫、化學平衡移動原理，和利用濃度商和平衡常數的關系判斷平衡移動的方向、平衡常數和速率大小的比較．