Question

9．甲醚（CH₃OCH₃）被稱(chēng)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(wú)色氣體，具有輕微的醚香味，甲醚可作燃料電池的燃料．
（1）甲醚（CH₃OCH₃）與CH₃CH₂OH（填結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式）互為同分異構(gòu)體．
（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），反應(yīng)放熱．
I．一定溫度下，在一個(gè)固定體積的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)．下列能判斷反應(yīng)到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是ad（選填編號(hào)，注意大小寫(xiě)）
a．c（H₂）與c（H₂O）的比值保持不變
b．單位時(shí)間內(nèi)有2molH₂消耗時(shí)有1molH₂O生成
c．容器中氣體密度不再改變
d．容器中氣體壓強(qiáng)不再改變
II．溫度升高，該化學(xué)平衡逆向移動(dòng)后到達(dá)新平衡，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量將變�。ㄌ睢白兇蟆薄ⅰ白冃　被颉安蛔儭保�
（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，該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O．

Answer 1

分析 （1）甲醚（CH₃OCH₃）與CH₃CH₂OH分子式相同結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體；
（2）I．反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度、含量等不再發(fā)生變化，以及由此衍生的其它量不變，可由此進(jìn)行判斷；
II．據(jù)反應(yīng)放熱，故升高溫度，平衡左移，混合氣體的平均式量M=$\frac{m}{n}$；
（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，原電池反應(yīng)比直接燃燒能量轉(zhuǎn)化率高．

解答 解：（1）甲醚（CH₃OCH₃）與CH₃CH₂OH分子式相同結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體，故答案為：CH₃CH₂OH；
（2）I．a(chǎn)、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(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡，故A選；
b、單位時(shí)間內(nèi)有2mol H₂消耗時(shí)一定會(huì)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(guò)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=$\frac{m}{V}$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(gè)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(qiáng)在變化，故當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡，故d選．
故選ad；ad；
II．反應(yīng)放熱，故升高溫度，平衡左移，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(guò)程中氣體的質(zhì)量m一直不變，而升溫后平衡左移，氣體的物質(zhì)的量變大，故混合氣體的平均式量M=$\frac{m}{n}$變小，故答案為：變小；
（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^-=2CO₃^2-+11H₂O；故答案為：CH₃OCH₃+16OH^-12e^-=2CO^2-₃+11H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)、同分異構(gòu)體和電極應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，學(xué)生要清楚燃料電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，題目難度中等．