【題目】甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀(jì)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 kJmol1 , 甲醚可作燃料電池的燃料.
(1)寫出甲醚燃燒的熱化學(xué)方程式;已知H2(g)和C(s)的燃燒熱分別是285.8kJmol1、393.5kJmol1;計算反應(yīng)4C(s)+6H2(g)+O2(g)═2CH3OCH3(g)的反應(yīng)熱△H=kJmol1;
(2)工業(yè)上利用H2和CO2合成二甲醚的反應(yīng)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(yīng).下列能判斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)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(nèi)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(xué)平衡移動后,達(dá)到新的平衡,CH3OCH3的產(chǎn)率將(填“變大”、“變小”或“不變”,下同).
(3)以甲醚、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極可構(gòu)成燃料電池.該電池的負(fù)極反應(yīng)式的其中一個產(chǎn)物是CO32 , 請寫出該反應(yīng)的負(fù)極反應(yīng)式;
(4)用(3)中的燃料電池為電源,以石墨為電極電解500mL NaCl溶液,裝置如圖所示,請寫出電解過程中Y電極附近觀察到的現(xiàn)象是;當(dāng)燃料電池消耗2.8LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時,計算此時:NaCl溶液中C(OH)=mol/L(假設(shè)溶液的體積不變,氣體全部從溶液中逸出).

【答案】
(1)CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H1=﹣1455kJ/mol;﹣378.8
(2)ad;變小
(3)CH3OCH3+16OH﹣12e=2CO32+11H2O
(4)Y電極附近溶液中有氣體產(chǎn)生,上部分呈黃綠色;1
【解析】解:(1)甲醚的燃燒熱為1455kJ/mol,則燃燒方式的熱化學(xué)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285.8kJmol1、393.5kJmol1 , 熱化學(xué)方程式為
①H2(g)+ O2(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(yīng)熱化學(xué)方程式為:2C(s)+3H2(g)+ O2(g)═CH2OCH3(g)△H=﹣169.4kJ/mol;即可得到4C(s)+6H2(g)+O2(g)═2CH2OCH3(g)△H=﹣378.8kJ/mol;
所以答案是:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H1=﹣1455kJ/mol;﹣378.8kJ/mol;(2)①a、在反應(yīng)達(dá)平衡前,c(H2)與c(H2O)的比值在變小,故當(dāng)c(H2)與c(H2O)的比值保持不變時,反應(yīng)達(dá)平衡,故A選;
b、單位時間內(nèi)有2mol H2消耗時一定會有1mol H2O生成,故不能作為平衡的標(biāo)志,故B不選;
c、本反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物全是氣體,根據(jù)質(zhì)量守恒可知,在反應(yīng)過程中氣體的質(zhì)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(biāo)志,故c不選;
d、此反應(yīng)是個氣體的物質(zhì)的量有改變的反應(yīng),即在平衡之前,容器中氣體的物質(zhì)的量和壓強在變化,故當(dāng)壓強不變時,說明反應(yīng)達(dá)平衡,故d選.
所以答案是:ad;②反應(yīng)為放熱反應(yīng),故升高溫度,平衡左移,達(dá)到新的平衡,CH3OCH3的產(chǎn)率將變;
所以答案是:變。唬3)原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),甲醚在負(fù)極放電,堿性條件下生成碳酸根與水,電極反應(yīng)式為:CH3OCH3+16OH﹣12e=2CO32+11H2O;
所以答案是:CH3OCH3+16OH12e=2CO23+11H2O;(4)電解池中Y電極為陽極,溶液中氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,現(xiàn)象是冒氣泡,上部溶液呈黃綠色;
當(dāng)燃料電池消耗2.8LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)物質(zhì)的量= =0.125mol,電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e=4OH , 電子轉(zhuǎn)移為0.5mol,陰極電極方程式:2H2O+2e=2 OH+H2 , 所以n(OH)=0.5 mol,c(OH)= =1 mol/L;
所以答案是:Y電極附近溶液中有氣體產(chǎn)生,上部分呈黃綠色;1.
【考點精析】通過靈活運用化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,掌握狀態(tài)判斷:①v(B)=v(B)②v(C):v(D)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體,且m+n≠x+y,壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等即可以解答此題.

練習(xí)冊系列答案
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②若C的溶液遇Na2CO3 , 放出CO2氣體,則A可能是H2
③若C的溶液中滴加KSCN溶液顯紅色,則B可能為Fe
④若C的溶液中滴加NaOH溶液有藍(lán)色沉淀生成,則B可能為Cu.
A.①②
B.②④
C.①③
D.③④

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A.該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=400
B.其他條件不變,再充入0.3mol SO2和0.2mol O2平衡時,SO2的體積分?jǐn)?shù)增大
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A.該反應(yīng)可表示為:2A(g)+B(g)C(g)△H<0
B.t℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=6.25
C.當(dāng)容器中氣體密度不再變化時,該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D.t℃,在第6 min時再向體系中充入0.4 mol C,再次達(dá)到平衡時C的體積分?jǐn)?shù)大于0.25

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(1)S為(填“正”或“負(fù)”)極.
(2)A極附近溶液的現(xiàn)象是 , B 極附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為
(3)濾紙上的紫色點向(填“A”或“B”)方移動.
(4)當(dāng) C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時,切斷外電源并接通開關(guān)K,經(jīng)過一段時間,C、D中氣體逐漸減少,D中的電極為(填“正”或“負(fù)”)極,電極反應(yīng)式為

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寫出該有機物與選出的化合物反應(yīng)的化學(xué)方程式(任寫一個):________。

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A.①③
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C.②③
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