Question

【題目】甲醚（CH3OCH3）被稱為21世紀(jì)的新型燃料，它清潔、高效、具有優(yōu)良的環(huán)保性能，甲醚是一種無色氣體，具有輕微的醚香味，其燃燒熱為1455 kJ·mol-1，甲醚可作燃料電池的燃料。

(1) 寫出甲醚燃燒的熱化學(xué)方程式___________________ ；已知H2(g)和C(s)的燃燒熱分別是285.8 kJ·mol-1、393.5 kJ·mol-1；計(jì)算反應(yīng)：4C(s)+ 6H2(g)+ O2(g) = 2CH3OCH3(g)的反應(yīng)熱為___________

(2) 工業(yè)上利用H2和CO2合成二甲醚的反應(yīng)如下：6H2(g)+2CO2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H＜0

①一定溫度下，在一個(gè)固定體積的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)。下列能判斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是___________（選填編號(hào)，注意大小寫）

a．c（H2）與c（H2O）的比值保持不變

b．單位時(shí)間內(nèi)有2mol H2消耗時(shí)，有1mol H2O生成

c．容器中氣體密度不再改變

d．容器中氣體壓強(qiáng)不再改變

②溫度升高，該化學(xué)平衡移動(dòng)后，達(dá)到新的平衡，CH3OCH3的產(chǎn)率將________（填“變大”、“變小”或“不變”）

(3) 以甲醚、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極可構(gòu)成燃料電池。該電池的負(fù)極反應(yīng)式的其中一個(gè)產(chǎn)物是CO32-，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的負(fù)極反應(yīng)式___ _ ；

Answer 1

【答案】（1）CH3OCH3（g）+3O2（g）＝2CO2（g）+3H2O（l） △H＝－1455kJ/mol（3分） ；

△H＝－378.8kJ/mol（2分）（2）①a d（2分）；② 變小（2分）

（3）CH3OCH3+16OH――12e-＝2CO32－+11H2O （3分）

【解析】

試題分析：(1)甲醚的燃燒熱為1455kJ/mol，則燃燒方式的熱化學(xué)方程式為：CH3OCH3(g)+3O2(g)＝2CO2(g)+3H2O(l)△H1=-1455kJ/mol；H2(g)和C(s)的燃燒熱分別是285.8kJmol-1、393.5kJmol-1；熱化學(xué)方程式①H2(g) +1/2O2(g) = H2O(l)△H = -285.8KJ/mol；②C(s) + O2(g) = CO2(g)△H = -393.5KJ/mol；③CH3OCH3(g) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l)△H1 = -1455kJ/mol；依據(jù)蓋斯定律計(jì)算①×3 + ②×2-③得到反應(yīng)熱化學(xué)方程式為：2C(s)+3H2(g)+1/2O2(g)＝CH2OCH3(g) △H＝－169.4kJ/mol；4C(s)+6H2(g)+O2(g)＝2CH2OCH3(g)△H=－378.8kJ/mol；

(2)①a、在反應(yīng)達(dá)平衡前，c(H2)與c(H2O)的比值在變小，故當(dāng)c(H2)與c(H2O)的比值保持不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡，a正確；b、單位時(shí)間內(nèi)有2mol H2消耗時(shí)一定會(huì)有1mol H2O生成，故不能作為平衡的標(biāo)志，b錯(cuò)誤；c、本反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物全是氣體，根據(jù)質(zhì)量守恒可知，在反應(yīng)過程中氣體的質(zhì)量一直不變，而又是恒容的容器，即氣體體積不變，故氣體密度ρ=一直不變，故密度不變不能作為平衡的標(biāo)志，c錯(cuò)誤；d、此反應(yīng)是個(gè)氣體的物質(zhì)的量有改變的反應(yīng)，即在平衡之前，容器中氣體的物質(zhì)的量和壓強(qiáng)在變化，故當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，說明反應(yīng)達(dá)平衡，d正確；答案選ad；

②反應(yīng)放熱，故升高溫度，平衡左移，故CH3OCH3的產(chǎn)率將變小；

(3)原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，甲醚在負(fù)極放電，堿性條件下生成碳酸根與水，電極反應(yīng)式為：CH3OCH3+16OH--12e-＝2CO32-+11H2O。