题目内容

【题目】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:

28、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_________________。

29、碳与同主族的短周期元素相比,非金属性较强的是_________(填元素符号)。写出一个能证明你的结论的化学方程式_____________________________________。

30、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______(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

31、一定温度下,在三个体积约为2.0 L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)

I

387

0.40

0.16

0.16

Ⅱ

387

0.80

a

Ⅲ

207

0.40

0.18

0.18

(1)若要提高CH3OH的平衡转化率,可以采取的措施是______(选填编号)。

a.及时移走产物 b.升高温度 c.充入CH3OH d.降低温度

(2)I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_____________(用含t的式子表示)。II号容器中a =___________mol。

32、若起始时向容器I中充入CH3OH 0.2mol、CH3OCH3 0.30mol和H2O 0.20mol,则反应将向__________(填“正”“逆”)反应方向进行。

【答案】 C Na2SiO3+ CO2+ H2O=Na2CO3+H2SiO3↓ ac ad mol/(L.min) 0.32 正

【解析】

28.碳原子核电荷数为6,最外层有4个电子,轨道表示式为;醇羟基中氢氧原子间形成一条共价键,电子式为;

29.同主族由上而下非金属性减弱,故非金属性较强的是C;利用Na2SiO3+ CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓反应,可证明碳酸的酸性比硅酸强,可以证明C的非金属性比Si强;

30.2CH3OH(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;

31.(1)Ⅰ、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;

(2)若起始时向容器I中充入CH3OH 0.2mol、CH3OCH3 0.30mol和H2O 0.30mol,可与原平衡形成等效平衡,再在平衡状态的基础上减少0.1mol H2O,很明显平衡向正方向移动。

I号容器内的反应经过tmin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== 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==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)+H2span>O(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
=4,a=0.32mol;

32.若起始时向容器I中充入CH3OH0.2mol、CH3OCH30.30mol和H2O为0.20mol,计算此时浓度商Q==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。

练习册系列答案
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【题目】(1)水溶液中的离子平衡是中学化学中重要知识。

①常温下,0.001mol/LNaOH溶液的pH=____;

②(NH4)2SO4是一种重要的氮肥,长期施用会使土壤酸化,其原因是_______(用离子方程式表示);

③已知在25℃:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) Ksp=1.8×10-10,Ag2S(s) 2Ag+(aq)+S2-(aq) Ksp=6.3×10-50,向KCl和K2S浓度均为0.001mol/L的混合溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,最先产生的沉淀是_____(填“AgCl”或“Ag2S”)。

(2)甲醇是可再生能源,其燃烧热为726.5kJ·mol-1。下列能正确表示甲醇燃烧的热化学方程式的是____(填字母代号)。

A.CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=+726.5kJ·mol-1

B.CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=726.5kJ·mol-1

C.CH3OH+O2=CO2+2H2O △H=726.5kJ·mol-1

(3)800℃,向某恒容密闭容器中充入反应物A,发生反应2A(g) 2B(g)+C(g) △H<0。已知A的浓度随时间的变化如下:

反应时间((min)

0

10

20

30

40

50

60

c(A)(mol/L)

1.0

0.80

0.67

0.58

0.43

0.50

0.50

请回答下列问题:

①在10-20min内,A的平均反应速率为________mol/(L.min);

②不能说明该反应达到化学平衡状态的是__________(填字母代号);

A.容器内气体密度不再变化 B.容器内气体平均摩尔质量不再变化 C.容器内气体的压强不再变化

③800℃时,平衡常数K=_________;

④若温度将为600℃,其平衡常数K将________(填“增大”、“减小”、或“不变”)。

(4)如图所示,闭合S后不久,可观察到滤纸a端附近呈蓝色,则:

①滤纸b端与电源__________(填“正极”或“负 极”)相连;

②滤纸a端发生的电极反应式为________。

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