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(yīng)平衡常數(shù)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(yīng)的平衡常數(shù)為5．用CH₃OH表示的化學(xué)反應(yīng)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(yīng)速率的大小：v （正）＞ v （逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．

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)達到平衡時各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(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(shù)表達式計算；
根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算出用CH₃OH表示的化學(xué)反應(yīng)速率；
（2）計算常數(shù)的濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較，判斷反應(yīng)進行的方向，進而判斷正、逆反應(yīng)速率關(guān)系．

解答 解：（1）對于可逆反應(yīng)2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）的平衡常數(shù)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(shù)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(xué)反應(yīng)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(shù)5，故反應(yīng)向正反應(yīng)進行，則v （正）＞v （逆），
故答案為：＞．

點評 考查化學(xué)平衡常數(shù)的有關(guān)計算與應(yīng)用、化學(xué)平衡圖象等知識，題目難度中等，明確化學(xué)平衡及其影響因素為解答關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表達式，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力．