Question

【题目】甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效、具有优良的环保性能，甲醚是一种无色气体，具有轻微的醚香味，其燃烧热为1455 kJ·mol-1，甲醚可作燃料电池的燃料。

(1) 写出甲醚燃烧的热化学方程式___________________ ；已知H2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8 kJ·mol-1、393.5 kJ·mol-1；计算反应：4C(s)+ 6H2(g)+ O2(g) = 2CH3OCH3(g)的反应热为___________

(2) 工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下：6H2(g)+2CO2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H＜0

①一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应。下列能判断反应达到化学平衡状态的是___________（选填编号，注意大小写）

a．c（H2）与c（H2O）的比值保持不变

b．单位时间内有2mol H2消耗时，有1mol H2O生成

c．容器中气体密度不再改变

d．容器中气体压强不再改变

②温度升高，该化学平衡移动后，达到新的平衡，CH3OCH3的产率将________（填“变大”、“变小”或“不变”）

(3) 以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式的其中一个产物是CO32-，请写出该反应的负极反应式___ _ ；

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 变小（2分）

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

【解析】

试题分析：(1)甲醚的燃烧热为1455kJ/mol，则燃烧方式的热化学方程式为：CH3OCH3(g)+3O2(g)＝2CO2(g)+3H2O(l)△H1=-1455kJ/mol；H2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8kJmol-1、393.5kJmol-1；热化学方程式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；依据盖斯定律计算①×3 + ②×2-③得到反应热化学方程式为：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、在反应达平衡前，c(H2)与c(H2O)的比值在变小，故当c(H2)与c(H2O)的比值保持不变时，反应达平衡，a正确；b、单位时间内有2mol H2消耗时一定会有1mol H2O生成，故不能作为平衡的标志，b错误；c、本反应的反应物和生成物全是气体，根据质量守恒可知，在反应过程中气体的质量一直不变，而又是恒容的容器，即气体体积不变，故气体密度ρ=一直不变，故密度不变不能作为平衡的标志，c错误；d、此反应是个气体的物质的量有改变的反应，即在平衡之前，容器中气体的物质的量和压强在变化，故当压强不变时，说明反应达平衡，d正确；答案选ad；

②反应放热，故升高温度，平衡左移，故CH3OCH3的产率将变小；

(3)原电池负极发生氧化反应，甲醚在负极放电，碱性条件下生成碳酸根与水，电极反应式为：CH3OCH3+16OH--12e-＝2CO32-+11H2O。