题目内容

6．二甲醚被称为21世纪的新型燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用．工业上常采用甲醇气相脱水法来获取．其反应方程式为：
2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）
完成下列填空：
（1）有机物分子中都含碳元素，写出碳原子最外层电子的轨道表示式；
写出甲醇分子中官能团的电子式．
（2）碳与同主族的短周期元素相比，非金属性较强的是C（填元素符号）．写出一个能证明你的结论的化学方程式Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓．
（3）在温度和体积不变的情况下，能说明反应已达到平衡状态的是ac（选填编号）
a．CH3OH的消耗速率与CH3OCH3的消耗速率之比为2：1
b．容器内压强保持不变
c．H2O（g）浓度保持不变
d．气体平均相对分子质量保持不变
（4）一定温度下，在三个体积约为2.0L的恒容密闭容器中发生上述反应：
容器
编号		温度（℃）起始物质的量（mol）平衡物质的量（mol）
CH3OH（g）CH3OCH3（g）H2O（g）
I3870.400.160.16
Ⅱ3870.80a
Ⅲ2070.400.180.18
①若要提高CH3OH的平衡转化率，可以采取的措施是ad（选填编号）．
a．及时移走产物       b．升高温度      c．充入CH3OHd．降低温度
②I号容器内的反应经过t min达到平衡，则CH3OH的平均反应速率为$\frac{0.16}{t}$mol/（L．min）（用含t的式子表示）．II号容器中a=0.32mol．
（5）若起始时向容器I中充入CH3OH 0.2mol、CH3OCH30.30mol和H2O 0.20mol，则反应将向正（填“正”“逆”）反应方向进行．

分析 （1）碳原子最外层4个电子为第二电子层的2个s电子和2个P电子，甲醇中的官能团为羟基，为中性原子团，氧原子和氢原子形成一对共用电子对；
（2）同主族元素原子从上到下失电子能力增强，得到电子能力减弱，可以利用最高价含氧酸的酸性强弱比较非金属性强弱；
（3）2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g），反应是气体体积不变的反应，达到平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，反应过程中的“变量不变”是判断依据；
（4）①Ⅰ、Ⅲ实验可知起始量相同，达到平衡状态，温度越高甲醚物质的量减小，平衡逆向进行，说明正反应为放热反应，若要提高CH3OH的平衡转化率，需要改变条件使平衡正向进行；
②I号容器内的反应经过t min达到平衡生成CH3OCH3（g）物质的量为0.16mol，计算消耗甲醇物质的量为0.16mol，结合反应速率V=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算甲醇表示的反应速率；依据三段式列式计算Ⅰ的平衡常数，Ⅱ实验温度不变平衡常数不变，依据平衡常数列式计算a值；
（5）若起始时向容器I中充入CH3OH 0.2mol、CH3OCH30.30mol和H2O 0.20mol，计算此时浓度商，和平衡常数比较分析判断反应进行方向；

解答 解：（1）碳原子最外层4个电子为第二电子层的2个s电子和2个P电子，碳原子最外层电子的轨道表示式，甲醇中的官能团为羟基，为中性原子团，氧原子和氢原子形成一对共用电子对，电子式为；

故答案为：，；
（2）同主族元素原子从上到下失电子能力增强，得到电子能力减弱，所以非金属性较强的是C，可以利用最高价含氧酸的酸性强弱比较非金属性强弱，如二氧化碳气体通入硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀，反应的化学方程式为：Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓；
故答案为：C、Na2SiO3+CO2+H2O→Na2CO3+H2SiO3↓；
（3）2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g），反应是气体体积不变的反应，达到平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变；
a．速率之比等于化学方程计量数之比为正反应速率之比，CH3OH的消耗速率与CH3OCH3的消耗速率之比为2：1，说明CH3OCH3的正逆反应速率相同，故a正确；
b．反应前后气体体积不变，反应过程中容器内压强始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故b错误；
c．H2O（g）浓度保持不变是破坏的标志，故c正确；
d．反应前后气体质量不变，物质的量不变，气体平均相对分子质量始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故d错误；
故答案为：ac；
（4）①Ⅰ、Ⅲ实验可知起始量相同，达到平衡状态，温度越高甲醚物质的量减小，平衡逆向进行，说明正反应为放热反应，若要提高CH3OH的平衡转化率，需要改变条件使平衡正向进行，
a．及时移走产物，平衡正向进行，甲醇转化率增大，故a正确；       
b．反应是放热反应，升高温度平衡逆向进行，故b错误；      
c．充入CH3OH，相当于增大压强，平衡不动．故c错误；
d、降低温度平衡正向进行，甲醇转化率增大，故d正确；
故答案为：ad；
②I号容器内的反应经过t min达到平衡生成CH3OCH3（g）物质的量为0.16mol，计算消耗甲醇物质的量为0.32mol，结合反应速率概念计算甲醇表示的反应速率V=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.32mol}{2L}}{tmin}$=$\frac{0.16}{t}$mol/L•min；
依据三段式列式计算Ⅰ的平衡常数，
              2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）
起始量（mol/L） 0.2          0          0
变化量（mol/L） 0.16          0.08     0.08
平衡量（mol/L） 0.04         0.08      0.08
平衡常数K=$\frac{0.08×0.08}{0.0{4}^{2}}$=4
Ⅱ实验温度不变平衡常数不变，依据平衡常数列式计算a值
                2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）
起始量（mol/L）  0.4         0            0
变化量（mol/L）  a         0.5a          0.5a
平衡量（mol/L） 0.4-a     0.5a          0.5a
$\frac{0.5a×0.5a}{（0.4-a）^{2}}$=4
a=0.32mol；
故答案为：$\frac{0.16}{t}$mol/L•min，0.32；
（5）若起始时向容器I中充入CH3OH 0.2mol、CH3OCH30.30mol和H2O 0.20mol，计算此时浓度商Q=$\frac{\frac{0.2}{2}×\frac{0.3}{2}}{（\frac{0.2}{2}）^{2}}$=1.5＜K，平衡常数比较分析判断反应进行方向是正向进行；
故答案为：正．

点评 本题考查了物质结构分析，周期表递变规律的应用，化学平衡影响因素、平衡标志、平衡常数的计算应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．

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为分析其组成，现进行如下实验：
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③另取l0mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀乙，当加人NaOH的物质的量为0.03mol时，沉淀的量达到最大；继续滴加NaOH溶液并加热，开始产生气体丙，收集气体丙，体积换算成标况下为0.224L（假设丙全部逸出），最后沉淀完全溶解．
下列推断不正确的是（　　）
A．肯定没有 Mg2+、HCO3-、Cl-、MnO4-
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18．下列有机物名称正确的是（　　）
A．2-乙基戊烷B．3，4-二甲基己烷C．1，5-二甲基苯D．3，4-二甲基戊烷
15．从香料八角中提取的有机物A可制得抗禽流感病毒的特效药“达菲”．
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（2）1molA能与足量NaHCO3反应得到标准状况下的CO2 22.4L，与足量金属钠反应得到标准状况下的H2 44.8L，能与1mol Br2发生加成反应．将A分子中含有官能团的名称及数目填入下表（可不填满也可补充）：
官能团名称羧基羟基碳碳双键不填
官能团数目111不填
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（1）香醇的分子式为C10H14O；它可能发生的有机反应类型是①②③⑤．（填序号）
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②C与新制碱性Cu（OH）2反应的化学方程式（CH3）2CHCHO+2Cu（OH）2 $\stackrel{△}{→}$（CH3）2CHCOOH+Cu2O↓+2H2O
③丙中有两个甲基，在一定条件下，1mol D可以和2mol H2反应生成乙（苯环不加氢），D可以发生银镜反应，则D的结构简式为；
④甲与乙反应的化学方程式为；
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