Question

5．一定温度下，在三个体积约为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
Ⅲ	207	0.20	0.090	0.090

下列说法正确的是（　　）

• A． 该反应的正方应为吸热反应
• B． 若起始时向容器I中充入CH₃OH 0.1mol、CH₃OCH₃ 0.15mol和H₂O 0.10mol，则反应将向正反应方向进行
• C． 容器I中反应达到平衡所需时间比容器Ⅲ中的长
• D． 达到平衡时，容器I中的CH₃OH体积分数比容器Ⅱ中的小

Answer 1

分析 A．根据温度与化学平衡常数的关系确定反应热；
B．根据化学平衡常数与浓度商的相对大小判断反应方向，如果浓度商小于平衡常数，则平衡向正反应方向进行；
C．温度越高，反应速率越大，反应时间越短；
D．该反应是反应前后气体体积不变的反应，温度相同，化学平衡常数相同，反应物的转化率相同．

解答 解：A．容器Ⅰ中平衡时c（CH₃OCH₃）=c（H₂O）=$\frac{0.080mol}{1.0L}$=0.080mol/L，c（CH₃OH）=$\frac{0.2mol-0.080mol×2}{1.0L}$=0.04mol/L，容器Ⅰ中化学平衡常数K₁=$\frac{0.08×0.08}{0.04×0.04}$=4，容器Ⅲ中平衡时c（CH₃OCH₃）=c（H₂O）=$\frac{0.090mol}{1.0L}$=0.090mol/L，c（CH₃OH）=$\frac{0.2mol-0.00mol×2}{1.0L}$=0.02mol/L，化学平衡常数K₂=$\frac{0.09×0.09}{0.02×0.02}$=20.25＞4，所以降低温度，化学平衡常数增大，反应向正反应方向移动，则正反应是放热反应，故A错误；
B．c（CH₃OH）=0.1mol/L、c（CH₃OCH₃ ）=0.15mol/L、c（H₂O）=0.10mol/L，浓度商=$\frac{0.1×0.15}{0.1×0.1}$=1.5＜4，平衡向正反应方向移动，故B正确；
C．容器I中的温度比容器III的温度高，温度越高反应速率越快，达到平衡所需时间越短，故C错误；
D．恒容条件下，容器Ⅱ相当于在容器Ⅰ的基础上加压，但由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，因此平衡不移动，所以容器Ⅰ中的CH₃OH体积分数和容器Ⅱ中的相等，故D错误；
故选B．

点评 本题考查了化学平衡常数的有关计算，根据平衡常数公式计算平衡常数，再结合浓度与反应速率的关系、化学平衡常数与浓度商之间的关系来分析解答，注意该反应特点，题目难度中等．