题目内容
【题目】二甲胺是农药螟铃畏的重要中间体，在一定温度压强及催化剂条件下由氨与甲醇作用而制得，反应原理为：2CH3OH(g)+NH3(g)CH3NHCH3(g)+2H2O(g)
已知：①CH3OH(g)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH＝－1560.8 kJ/mol kJ·mol－1
②2NH3(g)+ O2(g)=N2(g)+3H2O(g) ΔH＝－236.0 kJ·mol－1
③CH3NHCH3(g)+
O2(g)=2CO2(g)+
H2O(g)+
N2(g) ΔH＝－1872.6 kJ·mol－1
(1)写出CH3OH(g)与NH3(g)转化为CH3NHCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式是____________。
(2)不同的催化剂对二甲胺合成催化效率不同（如图所示），则最合适的催化剂及温度是_____________
(3)一定条件下，原料气中n(CH3OH)/n(NH3)比值和温度对NH3平衡转化率影响的实验数据如图：
①温度为443 K时，在1 L反应容器中投入4 mol NH3和8 mol CH3OH进行反应，试计算达到平衡时CH3NHCH3(g)浓度为_________molL-1，该温度下化学平衡常数为_____________
②结合图中数据，归纳 NH3平衡转化率受外界条件影响的变化规律：a：_______b：________
(4)二甲胺水溶液类似于氨水，呈碱性；则二甲胺在水中的电离方程式为__________
(5)常温下，将二甲胺和盐酸等体积混合，两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如表所示：
实验编号 | 二甲胺浓度(mol.L-1) | 盐酸浓度(mol.L-1) | 混合后溶液的PH |
甲 | 0.1 | 0.1 | a |
乙 | 0.15 | 0.1 | 8 |
丙 | 0.2 | 0.1 | 10 |
①实验甲中，a______(填“大于”、“小于”或“等于”)7
②实验丙混合后的溶液中离子浓度大小关系为______________
【答案】2CH3OH(g)+NH3(g)CH3NHCH3(g)+2H2O(g) ΔH＝－1367 kJ·mol－1 Pt、500℃ 1 
a：其他条件不变，NH3平衡转化率随原料
比值增大而增大 b：其他条件不变，NH3平衡转化率随反应温度升高而减小 CH3NHCH3H2O(CH3)2NH2++OH－ 小于 c[(CH3)2NH2+]>c(Cl－)>c(OH－)>c(H+)
【解析】
(1)根据盖斯定律，得到目标化学方程式。
(2)如图可知催化效率最好的物质和温度。
(3)①根据三段式建立关系进行计算；②根据图像得出规律。
(4)仿照氨气溶于水的电离方程式写CH3NHCH3H2O的电离方程式。
(5)①二甲胺是一元弱碱；②实验丙中反应后溶液中为等物质的量的CH3NHCH3H2O和(CH3)2NH2Cl，溶液呈碱性，CH3NHCH3H2O的电离程度大于(CH3)2NH2Cl的水解程度。
(1)根据盖斯定律，目标化学方程式=①×2+②×
－③，热化学方程式为2CH3OH(g)+NH3(g) CH3NHCH3(g)+2H2O(g) ΔH＝－1367 kJ·mol－1，故答案为：2CH3OH(g)+NH3(g) CH3NHCH3(g) + 2H2O(g) ΔH＝－1367 kJ·mol－1。
(2)如图可知，Pt的催化效率最好且500℃达到最佳，故答案为：Pt、500℃。
(3)①443K时，NH3的转化率为25％，三段式计算为
c(CH3NHCH3) = 
=1mol·L－1，
，故答案为：1；。
②根据图像得出规律为a：其他条件不变，NH3平衡转化率随原料比值增大而增大；b：其他条件不变，NH3平衡转化率随反应温度升高而减小，故答案为：a：其他条件不变，NH3平衡转化率随原料比值增大而增大；b：其他条件不变，NH3平衡转化率随反应温度升高而减小。
(4)仿照氨气溶于水的电离方程式，CH3NHCH3H2O (CH3)2NH2++OH－，故答案为：CH3NHCH3H2O (CH3)2NH2++OH－。
(5)①二甲胺是一元弱碱，和盐酸反应生成强酸弱碱盐，则a < 7，故答案为：<。
②实验丙中反应后溶液中为等物质的量的CH3NHCH3H2O和(CH3)2NH2Cl，溶液呈碱性；
CH3NHCH3H2O的电离程度大于(CH3)2NH2Cl的水解程度，离子浓度大小顺序为：
c[(CH3)2NH2+]>c(Cl－)>c(OH－)>c(H+)，故答案为：c[(CH3)2NH2+]>c(Cl－)>c(OH－)>c(H+)。
