Question

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(shí)間變化如圖所示．請(qǐng)回答下列問題：
（1）該條件下反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式K=

c(CH3OCH3)?c(H2O)

c2(CH3OH)

．在T₁℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

5

，達(dá)到平衡時(shí)n（CH₃OH）：n（CH₃OCH₃）：n（H₂O）=

2：5：4

．
（2）相同條件下，若改變起始濃度，某時(shí)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(shí)正、逆反應(yīng)速率的大小：v （正）

＞

 v （逆）（填“＞”、“＜”或“=”），反應(yīng)向

正反應(yīng)方向

進(jìn)行（填“正反應(yīng)方向”或“逆反應(yīng)方向”）．

Answer 1

分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫平衡常數(shù)表達(dá)式；
由圖可知，在t₁min時(shí)到達(dá)平衡，平衡時(shí)CH₃OH、CH₃OCH₃、H₂O濃度分別為0.4mol/L、1mol/L、0.8mol/L，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
體積相同，物質(zhì)的量之比等于濃度之比，據(jù)此計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)n（CH₃OH）：n（CH₃OCH₃）：n（H₂O）；
（2）計(jì)算常數(shù)的濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較，判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，進(jìn)而判斷正、逆反應(yīng)速率關(guān)系．

解答：解：（1）對(duì)于可逆反應(yīng)2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）的平衡常數(shù)k=

c(CH3OCH3)?c(H2O)

c2(CH3OH)

，
由圖可知，在t₁min時(shí)到達(dá)平衡，平衡時(shí)CH₃OH、CH₃OCH₃、H₂O濃度分別為0.4mol/L、1mol/L、0.8mol/L，故平衡常數(shù)k=

c(CH3OCH3)?c(H2O)

c2(CH3OH)

=

1×0.8

0．42

=5，
體積相同，物質(zhì)的量之比等于濃度之比，故n（CH₃OH）：n（CH₃OCH₃）：n（H₂O）=0.4mol/L：1mol/L：0.8mol/L=2：5：4，
故答案為：

c(CH3OCH3)?c(H2O)

c2(CH3OH)

，5，2：5：4；
（2）此時(shí)的濃度商Qc=

0.6×1.2

0．42

=4.5，小于平衡常數(shù)5，故反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，v （正）＞v （逆），
故答案為：＞，正反應(yīng)方向．

點(diǎn)評(píng)：考查化學(xué)平衡常數(shù)的有關(guān)計(jì)算與應(yīng)用、化學(xué)平衡圖象等，難度中等，注意掌握化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用：1、用來判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度，2、判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)，3、判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，4、用來計(jì)算物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率．