Question

【題目】二甲醚被稱為21世紀的新型燃料，也可替代氟利昂作制冷劑等，對臭氧層無破壞作用。工業上常采用甲醇氣相脫水法來獲取。其反應方程式為：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)

完成下列填空：

28、有機物分子中都含碳元素，寫出碳原子最外層電子的軌道表示式_______________；

寫出甲醇分子中官能團的電子式_________________。

29、碳與同主族的短周期元素相比，非金屬性較強的是_________（填元素符號）。寫出一個能證明你的結論的化學方程式_____________________________________。

30、在溫度和體積不變的情況下，能說明反應已達到平衡狀態的是______（選填編號）

a.CH3OH的消耗速率與CH3OCH3的消耗速率之比為2：1

b.容器內壓強保持不變

c.H2O(g）濃度保持不變

d.氣體平均相對分子質量保持不變

31、一定溫度下，在三個體積約為2.0 L的恒容密閉容器中發生上述反應：

容器 編號	溫度（℃）	起始物質的量（mol）	平衡物質的量（mol）
		CH3OH(g)	CH3OCH3(g)	H2O(g)
I	387	0.40	0.16	0.16
Ⅱ	387	0.80	a
Ⅲ	207	0.40	0.18	0.18

（1）若要提高CH3OH的平衡轉化率，可以采取的措施是______（選填編號）。

a.及時移走產物 b.升高溫度 c.充入CH3OH d.降低溫度

（2）I號容器內的反應經過t min達到平衡，則CH3OH的平均反應速率為_____________（用含t的式子表示）。II號容器中a =___________mol。

32、若起始時向容器I中充入CH3OH 0.2mol、CH3OCH3 0.30mol和H2O 0.20mol，則反應將向__________（填“正”“逆”）反應方向進行。

Answer 1

【答案】 C Na2SiO3+ CO2+ H2O=Na2CO3+H2SiO3↓ ac ad mol/(L.min) 0.32 正

【解析】

28．碳原子核電荷數為6，最外層有4個電子，軌道表示式為；醇羥基中氫氧原子間形成一條共價鍵，電子式為；

29．同主族由上而下非金屬性減弱，故非金屬性較強的是C；利用Na2SiO3+ CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓反應，可證明碳酸的酸性比硅酸強，可以證明C的非金屬性比Si強；

30．2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g），反應是氣體體積不變的反應，達到平衡的標志是正逆反應速率相同，各組分含量保持不變；

a．速率之比等于化學方程計量數之比為正反應速率之比，CH3OH的消耗速率與CH3OCH3的消耗速率之比為2：1，說明CH3OCH3的正逆反應速率相同，故a正確；

b．反應前后氣體體積不變，反應過程中容器內壓強始終保持不變，不能說明反應達到平衡狀態，故b錯誤；

c．H2O（g）濃度保持不變是破壞的標志，故c正確；

d．反應前后氣體質量不變，物質的量不變，氣體平均相對分子質量始終保持不變，不能說明反應達到平衡狀態，故d錯誤；

故答案為：ac；

31．（1）Ⅰ、Ⅲ實驗可知起始量相同，達到平衡狀態，溫度越高甲醚物質的量減小，平衡逆向進行，說明正反應為放熱反應，若要提高CH3OH的平衡轉化率，需要改變條件使平衡正向進行，

a．及時移走產物，平衡正向進行，甲醇轉化率增大，故a正確；

b．反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向進行，故b錯誤；

c．充入CH3OH，相當于增大壓強，平衡不動．故c錯誤；

d、降低溫度平衡正向進行，甲醇轉化率增大，故d正確；

故答案為：ad；

（2）若起始時向容器I中充入CH3OH 0.2mol、CH3OCH3 0.30mol和H2O 0.30mol，可與原平衡形成等效平衡，再在平衡狀態的基礎上減少0.1mol H2O，很明顯平衡向正方向移動。

I號容器內的反應經過tmin達到平衡生成CH3OCH3（g）物質的量為0.16mol，計算消耗甲醇物質的量為0.32mol，結合反應速率概念計算甲醇表示的反應速率V== mol/(L.min)；

依據三段式列式計算Ⅰ的平衡常數，

2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）
起始量（mol/L） 0.2 0 0
變化量（mol/L） 0.16 0.08 0.08
平衡量（mol/L） 0.04 0.08 0.08
平衡常數K==4；

Ⅱ實驗溫度不變平衡常數不變，依據平衡常數列式計算a值
2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2span>O（g）
起始量（mol/L） 0.4 0 0
變化量（mol/L） a 0.5a 0.5a
平衡量（mol/L） 0.4-a 0.5a 0.5a
=4，a=0.32mol；

32．若起始時向容器I中充入CH3OH0.2mol、CH3OCH30.30mol和H2O為0.20mol，計算此時濃度商Q==1.5＜K，平衡常數比較分析判斷反應進行方向是正向進行；故答案為：正。