Question

甲醇是一種重要的有機化工原料，可用于制取甲醚．一定溫度下，在三個體積為1.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應：2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）．

容器	溫度（℃）	起始物質的量（mol）	平衡物質的量（mol）
編號		CH3OH（g）	CH3OCH3（g）	H2O（g）
Ⅰ	387	0.20	0.080	0.080
Ⅱ	387	0.40	a	B
Ⅲ	207	0.20	0.090	0.090

（1）容器I中的反應達到平衡時所需的時間

 

（填“大于”“小于”或等于）容器II中的．
（2）a=

 

（3）下列說法中能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是

 

．（填字母）
A．容器中壓強不變      
B．混合氣體中c（CH₃OCH₃） 不變
C．混合氣體的密度不變  
D．單位時間內生成CH₃OH與CH₃OCH₃的分子個數(shù)之比為2：1
（4）已知下面兩個反應（m、n均大于0）：
反應①：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-m kJ?mol^-1
反應②：2CO（g）+4H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-n kJ?mol^-1
則下列m與n的關系中，正確的是

 

（填字母）．
A．n＞2m　　　  B．m＞2n　　  C.2m＞n 　　 D．m＞3n．

Answer 1

考點：化學平衡狀態(tài)的判斷,物質的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）溫度相同，濃度越大，反應速率越大，達到平衡時所需的時間越少；
（2）反應Ⅰ、Ⅱ溫度相同，反應2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）是反應前后氣體體積不變的反應，Ⅰ、Ⅱ屬于等效平衡；
（3）反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，平衡時各種物質的物質的量、濃度、含量等不再發(fā)生變化，以及由此衍生的其它量不變，可由此進行判斷；
（4）由蓋斯定律可計算．

解答： 解：（1）溫度相同，濃度越大，反應速率越大，達到平衡時所需的時間越少，Ⅰ、Ⅱ反應溫度相同，Ⅰ的濃度低，需要的時間長，故答案為：大于；
（2）反應Ⅰ、Ⅱ溫度相同，反應2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）是反應前后氣體體積不變的反應，Ⅰ、Ⅱ屬于等效平衡，Ⅱ的生成物量為Ⅰ的

0.40

0.20

=2倍，故a=0.08×2=0.16，b=0.08×2=0.16，
故答案為：0.160；
（3）A、反應前后氣體體積不變，壓強始終相等，所以壓強不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B、平衡后各組分濃度保持不變，c（CH₃OCH₃） 不變，說明各組分濃度都不再變化，反應達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C、容器體積不變，據質量守恒定律，反應前后氣體質量不變，所以密度始終不變，所以密度不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D、單位時間內生成CH₃OH與CH₃OCH₃的分子個數(shù)之比為2：1，說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故D正確；
故選BD；
（4）由反應①：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-m kJ?mol^-1
反應②2CO（g）+4H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-n kJ?mol^-1
根據②-2①得2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-（n-2m） kJ?mol^-1
由（2）知△H=-（n-2m） kJ?mol^-1＜0，故n＞2m，
故答案為：A．

點評：本題考查了化學平衡常數(shù)的移動以及平衡狀態(tài)的判斷、反應熱大小判斷問題，難度一般，注意蓋斯定律的應用．