Question

5．一定溫度下，在三個體積約為1.0L的恒容密閉容器中發生反應：2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）

容器編號	溫度（℃）	起始物質的量（mol）	平衡物質的量（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

下列說法正確的是（　　）

• A． 該反應的正方應為吸熱反應
• B． 若起始時向容器I中充入CH₃OH 0.1mol、CH₃OCH₃ 0.15mol和H₂O 0.10mol，則反應將向正反應方向進行
• C． 容器I中反應達到平衡所需時間比容器Ⅲ中的長
• D． 達到平衡時，容器I中的CH₃OH體積分數比容器Ⅱ中的小

Answer 1

分析 A．根據溫度與化學平衡常數的關系確定反應熱；
B．根據化學平衡常數與濃度商的相對大小判斷反應方向，如果濃度商小于平衡常數，則平衡向正反應方向進行；
C．溫度越高，反應速率越大，反應時間越短；
D．該反應是反應前后氣體體積不變的反應，溫度相同，化學平衡常數相同，反應物的轉化率相同．

解答 解：A．容器Ⅰ中平衡時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中化學平衡常數K₁=$\frac{0.08×0.08}{0.04×0.04}$=4，容器Ⅲ中平衡時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，化學平衡常數K₂=$\frac{0.09×0.09}{0.02×0.02}$=20.25＞4，所以降低溫度，化學平衡常數增大，反應向正反應方向移動，則正反應是放熱反應，故A錯誤；
B．c（CH₃OH）=0.1mol/L、c（CH₃OCH₃ ）=0.15mol/L、c（H₂O）=0.10mol/L，濃度商=$\frac{0.1×0.15}{0.1×0.1}$=1.5＜4，平衡向正反應方向移動，故B正確；
C．容器I中的溫度比容器III的溫度高，溫度越高反應速率越快，達到平衡所需時間越短，故C錯誤；
D．恒容條件下，容器Ⅱ相當于在容器Ⅰ的基礎上加壓，但由于該反應是反應前后氣體體積不變的反應，因此平衡不移動，所以容器Ⅰ中的CH₃OH體積分數和容器Ⅱ中的相等，故D錯誤；
故選B．

點評 本題考查了化學平衡常數的有關計算，根據平衡常數公式計算平衡常數，再結合濃度與反應速率的關系、化學平衡常數與濃度商之間的關系來分析解答，注意該反應特點，題目難度中等．