Question

2．已知二甲醚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=23.5kJ•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．請回答下列問題：
（1）該條件下反應平衡常數表達式K=$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）•c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{H}_{3}OH）}$．在t₁℃時，反應的平衡常數為5．用CH₃OH表示的化學反應速率$\frac{1.6}{{t}_{1}}$mol/（L•min）．
（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�。簐 （正）＞ v （逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）化學平衡常數，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值，據此書寫平衡常數表達式；
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計算；
根據v=$\frac{△c}{△t}$計算出用CH₃OH表示的化學反應速率；
（2）計算常數的濃度商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）對于可逆反應2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）的平衡常數為：K=$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）•c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{H}_{3}OH）}$，
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；
用CH₃OH表示的化學反應速率為：v（CH₃OH）=$\frac{2mol/L-0.4mol/L}{{t}_{1}}$=$\frac{1.6}{{t}_{1}}$mol/（L•min），
故答案為：$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）•c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{H}_{3}OH）}$；5；$\frac{1.6}{{t}_{1}}$mol/（L•min）；
（2）此時的濃度商Qc=$\frac{0.6×1.2}{0．{4}^{2}}$=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 考查化學平衡常數的有關計算與應用、化學平衡圖象等知識，題目難度中等，明確化學平衡及其影響因素為解答關鍵，注意掌握化學平衡常數、化學反應速率的概念及表達式，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．