Question

Ⅰ．二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过CH₃OH分子间脱水制得：2CH₃OH(g) CH₃OCH₃(g) ＋ H₂O(g) ΔH＝－23.5kJ·mol^－1。在t₁℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示。

(1)该条件下反应平衡常数表达式K＝______________；在t₁ ℃时，反应的平衡常数为____________，达到平衡时n(CH₃OCH₃)：n(CH₃OH)：n(H₂O)=_____________________。

(2)相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为：c(CH₃OH)＝0.4 mol·L^－1、c(H₂O)＝0.6 mol·L^－1、c(CH₃OCH₃)＝2.4mol·L^－1，此时正、逆反应速率的大小：v_正________v_逆(填“>”、“<”或“＝”)，反应向__________反应方向进行(填“正”或“逆”)．。

Ⅱ．已知可逆反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g) ΔH＞0，请回答下列问题：

(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L^－1，c(N)＝2.4 mol·L^－1。达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为____________。

(2)若反应温度升高，M的转化率__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol·L^－1，c(N)＝a mol·L^－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L^－1，a＝____________。

Answer

Ⅰ、(1)；5；5：2：4 ；(2)< 逆

Ⅱ、(1)25%(2)增大(3)6

【解析】

试题分析：Ⅰ、(1)对于可逆反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的平衡常数k=，由图可知，在t1min时到达平衡，平衡时CH3OH、CH3OCH3、H2O浓度分别为0.4mol/L、1mol/L、0.8mol/L，故平衡常数k===5，体积相同，物质的量之比等于浓度之比，故n(CH3OCH3)：n(CH3OH)：n(H2O)=0.4mol/L：1mol/L：0.8mol/L=5：2： 4，故答案为：；5；5：2：4；

(2)此时的浓度商Qc==9，大于平衡常数5，故反应向逆反应进行，v (正)＜v (逆)，故答案为：＜，逆反应方向；

Ⅱ、达到平衡后，M的转化率为60%，反应浓度=1mol•L-1×60%=0.6mol；

M(g)+N(g)P(g)+Q(g)

起始量(mol/L) 1 2.4 0 0

变化量(mol/L) 0.6 0.6 0.6 0.6

平衡量(mol/L)0.4 1.8 0.6 0.6

K==0.5。

(1)N的转化率=×100%=×100%=25%，故答案为：25%；

(2)M(g)+N(g)P(g)+Q(g)△H＞0，反应是吸热反应，升温平衡正向进行，M的转化率增大，故答案为：增大；

(3)起始量=消耗量+平衡量，则

M(g)+N(g)P(g)+Q(g)

起始量(mol/L) 4 a 0 0

变化量(mol/L) 2 2 2 2

平衡量(mol/L) 2 a-2 2 2

=0.5，a=6，故答案为：6。

【考点定位】考查物质的量或浓度随时间的变化曲线、化学平衡常数的计算

【名师点晴】考查化学平衡常数的有关计算与应用、化学平衡图象等。化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值。注意掌握化学平衡常数的应用：1、用来判断反应进行的程度，2、判断反应的热效应，3、判断反应进行的方向，4、用来计算物质的转化率。对于化学平衡计算方法的分析应用，主要是三段式列式计算方法的应用。