Question

【題目】甲醇是一種化工原料，在工業(yè)生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用。

Ⅰ.在l.0L恒容密閉容器中投入1 molCO2和2.75molH2發(fā)生反應(yīng)：

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，實驗測得不同溫度及壓強下，平衡時甲醇的物質(zhì)的量變化如圖所示，下列說法正確的是_______。

A．該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

B．壓強大小關(guān)系為pl<p2<p3

c. M點對應(yīng)的平衡常數(shù)K的值約為1.04×10-2

D.在p2及512K時，圖中N點v（正）＜v（逆）

Ⅱ.甲醇是基本有機化工原料。甲醇及其可制得的產(chǎn)品的沸點如下。

名稱	甲醇	二甲胺	二甲基甲酰胺	甲醚	碳酸二甲酯
結(jié)構(gòu)簡式	CH3OH	(CH3)2NH	(CH3)2NCHO	CH3OCH3	(CH3O)2CO
沸點/℃	64.7	7.4	153	-24.9	90

（1）在425℃、Al2O3做催化劑，甲醇與氨氣反應(yīng)可以制得二甲胺。二甲胺顯弱堿性，與鹽酸反應(yīng)生成(CH3)2NH2Cl，溶液中各離子濃度由大到小的順序為____________。

（2）甲醇制甲醚的化學(xué)方程式為2CH3OHCH3OCH3+H2O，一定溫度下，在體積為1.0L的恒容密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)。己知387℃時該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=4，若起始時向容器I中充入0.10molCH3OH、0.15molCH3OCH3和0.10molH2O，則反應(yīng)將向______（填“正”或“逆”）反應(yīng)方向進行。

（3）以甲醇為主要原料，電化學(xué)合成碳酸二甲酯的工作原理如下圖所示。

電源的負極為__________（填“A”或“B”），寫出陽極的電極反應(yīng)_________；若參加反應(yīng)的O2為1.12m3（標準狀況），則制得的碳酸二甲酯的質(zhì)量為______kg。

Answer 1

【答案】 AC c(Cl－)>c[(CH3)2NH]>c(H＋)>c(OH－) 正 B 2CH3OH＋CO－2e－===(CH3O)2CO＋2H＋ 9

【解析】Ⅰ、A．由圖可知，隨著溫度升高，平衡時甲醇的物質(zhì)的量在減小，所以升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A正確；B．由圖可知，作一條等溫線，因為該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，壓強越大，平衡時甲醇的物質(zhì)的量也越大，所以p1＞p2＞p3，B錯誤；C．由圖可知，M點對應(yīng)的甲醇產(chǎn)量為0.25mol，則

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

開始 1 2.75 0 0

反應(yīng) 0.25 0.75 0.25 0.25

平衡 0.75 2 0.25 0.25

又體積為1.0L，所以K=0.25×0.25/0.75×23=1.04×10-2；C正確；D．由圖可知，在p2及512 K時，N點甲醇的物質(zhì)的量還小于平衡時的量，所以應(yīng)該正向移動，則v（正）＞v（逆），D錯誤；答案選AC；

Ⅱ、（1）二甲胺顯弱堿性，與鹽酸反應(yīng)生成(CH3)2NH2Cl，(CH3)2NH2＋離子水解溶液顯酸性，據(jù)此判斷溶液中各離子濃度大小為：c(Cl－)>c[(CH3)2NH2＋]>c(H＋)>c(OH－)；（2）已知387℃時該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=4。若起始時向容器I中充入0.10molCH3OH、0.15molCH3OCH3和0.10molH2O，濃度商Qc=0.15×0.1/0.12=1.5＜K=4，則反應(yīng)將向正反應(yīng)進行；（4）圖分析可知氫離子移向陰極，則與此電極連接的B電極為負極，陽極上是甲醇和一氧化碳反應(yīng)失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2CH3OH＋CO－2e－＝(CH3O)2CO＋2H＋，若參加反應(yīng)的O2為1.12m3（標準狀況），物質(zhì)的量=1120L÷22.4L/mol=50mol，電子轉(zhuǎn)移50mol×4=200mol，則制得碳酸二甲酯的質(zhì)量=100mol×90g/mol=9000g=9.00kg。