问题 填空题

已知二甲醚是一种重要的清洁燃料,可以通过CH3OH分子间脱水制得:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=23.5kJ•mol-1.在T1℃,恒容密闭容器中建立上述平衡,体系中各组分浓度随时间变化如图所示.请回答下列问题:

(1)该条件下反应平衡常数表达式K=______.在T1℃时,该反应的平衡常数为______,达到平衡时n(CH3OH):n(CH3OCH3):n(H2O)=______.

(2)相同条件下,若改变起始浓度,某时刻各组分浓度依次为c(CH3OH)=0.4mol•L-1、c(H2O)=0.6mol•L-1、c(CH3OCH3)=1.2mol•L-1,此时正、逆反应速率的大小:v (正)______ v (逆)(填“>”、“<”或“=”),反应向______进行(填“正反应方向”或“逆反应方向”).

答案

(1)对于可逆反应2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)的平衡常数k=

c(CH3OCH3)•c(H2O)
c2(CH3OH)

由图可知,在t1min时到达平衡,平衡时CH3OH、CH3OCH3、H2O浓度分别为0.4mol/L、1mol/L、0.8mol/L,故平衡常数k=

c(CH3OCH3)•c(H2O)
c2(CH3OH)
=
1×0.8
0.42
=5,

体积相同,物质的量之比等于浓度之比,故n(CH3OH):n(CH3OCH3):n(H2O)=0.4mol/L:1mol/L:0.8mol/L=2:5:4,

故答案为:

c(CH3OCH3)•c(H2O)
c2(CH3OH)
,5,2:5:4;

(2)此时的浓度商Qc=

0.6×1.2
0.42
=4.5,小于平衡常数5,故反应向正反应进行,v (正)>v (逆),

故答案为:>,正反应方向.

问答题

在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5伏,电阻大约为10欧,电源电压为6伏.

(1)图甲中已有部分电路联好,请用笔画线代替导线将电路连接完整.

(2)小明正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮,小明分析后确定是灯泡的故障.若电流表没有示数,电压表有示数且接近电源电压,可以判断灯泡______;若电流表有示数,电压表几乎没有示数,可以判断灯泡______.

(3)故障排除后重新闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙,若要测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向______(填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5伏;

(4)小金同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图象.根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是______瓦.该图象不是直线,主要原因是______.

(5)完成实验后,该组同学又找来了几个不同阻值的电阻代替小灯泡继续“探究电压不变时,电流与电阻的关系”,得到的实验数据如表,该组同学做完第2次实验后,用15Ω的电阻代替10Ω的电阻,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片P向______端移动(选填“A”或“B”),使电压表的示数为______V,完成第三次实验.

次数1234
电阻Ω5101520
电流A0.60.30.20.15

多项选择题