Question

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

 

．
（2）该反应的正反应是

 

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

 

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

 

．
（4）一定条件下要提高反应物的转化率，可以采用的措施是

 

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．

Answer 1

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=

甲醇的起始浓度-甲醇的平衡浓度

甲醇的起始浓度

×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=

c(CH3OCH3) C(H2O)

C(CH3OH)2

，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=

0.68×0.68

0.542

=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．