Question

3．二甲醚（CH₃OCH₃）是一種重要的清潔燃料，可以通過CH₃OH分子間脫水制得：2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-23.5J•mol^-1．在T₁℃，恒容密閉容器中建立上述平衡，體系中各組分濃度隨時間變化如圖所示．
①上述由甲醇制二甲醚的反應屬于放熱反應．在T₁℃時，反應的平衡常數為5；
②相同條件下，若改變起始濃度，某時刻各組分濃度依次為c（CH₃OH）=0.4mol•L^-1，c（H₂O）=0.6mol•L^-1、c（CH₃OCH₃）=1.2mol•L^-1，此時正、逆反應速率的大小：v（正）＞v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 ①反應焓變小于0，故甲醇制二甲醚屬于放熱反應；
由圖可知，在t₁min時到達平衡，平衡時CH₃OH、CH₃OCH₃、H₂O濃度分別為0.4mol/L、1mol/L、0.8mol/L，代入平衡常數表達式K=$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）•c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{H}_{3}OH）}$計算；
②計算濃度商Qc，與平衡常數比較，判斷反應進行的方向，進而判斷正、逆反應速率關系．

解答 解：①反應焓變小于0，故甲醇制二甲醚屬于放熱反應；
由圖可知，在t₁min時到達平衡，平衡時CH₃OH、CH₃OCH₃、H₂O濃度分別為0.4mol/L、1mol/L、0.8mol/L，故該溫度下平衡常數K=$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）•c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{H}_{3}OH）}$=$\frac{1×0.8}{0．{4}^{2}}$=5，
故答案為：放熱；5；
②此時的濃度商Qc=$\frac{1.2×0.6}{0．{4}^{2}}$=4.5，小于平衡常數5，故反應向正反應進行，則v （正）＞v （逆），
故答案為：＞．

點評 本題考查吸熱反應與放熱反應、化學平衡常數的有關計算與應用等，難度中等，注意掌握化學平衡常數的應用：1、用來判斷反應進行的程度，2、判斷反應的熱效應，3、判斷反應進行的方向，4、用來計算物質的轉化率．