Question

【題目】二甲醚(CH3OCH3)是一種可再生綠色新能源，被譽為“21世紀的清潔燃料”。

(1)寫出二甲醚一種同分異構體的結構簡式：____________。

(2)CH3OCH3(g)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋3H2O(l)是____________反應(填“吸熱”或“放熱”),該反應過程的能量變化示意圖可用下圖中的____________表示(填“A”或“B”)。

(3)工業上可用水煤氣合成二甲醚：2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

①測得CO和CH3OCH3(g)的濃度隨時間變化如圖所示，則反應開始至平衡時CO的平均反應速率v(CO)=________mol/(L·min)。

②該反應在恒容密閉容器中進行，下列敘述中能表示該反應達到平衡狀態的是____________。

A．單位時間內生成CO和H2的物質的量之比為1﹕2

B．CH3OCH3的濃度不再變化

C．容器內壓強不再變化

D．CH3OCH3與H2O的物質的量相等

(4)二甲醚燃料電池工作原理如圖所示，則a電極的電極名稱為____________極(填“正”或“負”)。

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Answer 1

【答案】CH3CH2OH 放熱 A 0.08 BC 負

【解析】

二甲醚和乙醇互為同分異構體，寫出乙醇的結構簡式；二甲醚的氧化反應是放熱的，根據反應物的能量高于生成物的能量進行判斷正確的能量圖；根據v=計算平均反應速率；根據化學平衡的判斷依據判斷；根據燃料電池的氧氣為正極，燃料為負極進行判斷。

(1)二甲醚的一種同分異構體為乙醇，乙醇的的結構簡式：CH3CH2OH；

(2)CH3OCH3(g)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋3H2O(l)是放熱反應，反應物的總能量高于生成物的總能量，符合該反應過程的能量變化示意圖為圖A；

(3)工業上可用水煤氣合成二甲醚：2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

①由圖可知，CO的初始濃度為0.8mol/L，平衡時的濃度為0.4mol/L，則反應開始至平衡時CO的平均反應速率v(CO)==0.08 mol/(L·min)；

②根據化學反應：2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

A．單位時間內生成CO和H2的物質的量之比為1﹕2，不能代表反應達到平衡狀態，故A不符合題意；

B．CH3OCH3的濃度不再變化，代表反應達到平衡狀態，故B符合題意；

C．該反應壓強是一個變值，容器內壓強不再變化時代表反應達到平衡狀態，故C符合題意；

D．CH3OCH3與H2O的物質的量相等，可能處于平衡狀態，也可能不處于平衡狀態，故D不符合題意；

答案選BC。

(4)二甲醚燃料電池中，則a電極通入二甲醚，電極名稱為負極，通入氧氣的一極為正極。