Question

【題目】甲醚（CH3OCH3）被稱為21世紀的新型燃料，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；計算反應：4C(s)+ 6H2(g)+ O2(g) = 2CH3OCH3(g)的反應熱為___________

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

①一定溫度下，在一個固定體積的密閉容器中進行該反應。下列能判斷反應達到化學平衡狀態(tài)的是___________（選填編號，注意大小寫）

a．c（H2）與c（H2O）的比值保持不變

b．單位時間內有2mol H2消耗時，有1mol H2O生成

c．容器中氣體密度不再改變

d．容器中氣體壓強不再改變

②溫度升高，該化學平衡移動后，達到新的平衡，CH3OCH3的產率將________（填“變大”、“變小”或“不變”）

(3) 以甲醚、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極可構成燃料電池。該電池的負極反應式的其中一個產物是CO32-，請寫出該反應的負極反應式___ _ ；

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�。�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)蓋斯定律計算①×3 + ②×2-③得到反應熱化學方程式為：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、在反應達平衡前，c(H2)與c(H2O)的比值在變小，故當c(H2)與c(H2O)的比值保持不變時，反應達平衡，a正確；b、單位時間內有2mol H2消耗時一定會有1mol H2O生成，故不能作為平衡的標志，b錯誤；c、本反應的反應物和生成物全是氣體，根據(jù)質量守恒可知，在反應過程中氣體的質量一直不變，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志，c錯誤；d、此反應是個氣體的物質的量有改變的反應，即在平衡之前，容器中氣體的物質的量和壓強在變化，故當壓強不變時，說明反應達平衡，d正確；答案選ad；

②反應放熱，故升高溫度，平衡左移，故CH3OCH3的產率將變��；

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