Question

【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，甲醚是種無色氣體，具有輕微的醚香味，其燃燒熱為1455kJ·mol-1，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_______________________。

（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)+H2O(g) △H<0 —定溫度下，在一個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)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lmolH2O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

（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。請寫出該電池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式是：________________________。

（4）用（3）中的燃料電池為電源，以石墨為電極電解500mLNaCl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)。

Answer 1

【答案】 CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H1=-1455kJ/mol ad CH3OCH3+16OH﹣-12e﹣=2CO32﹣+11H2O Y電極附近溶液中有氣體產(chǎn)生，上部分呈黃綠色 1

【解析】本題主要考查電解池原理。

（1）燃燒熱對應(yīng)1mol甲醚，甲醚燃燒的熱化學(xué)方程式：CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H1=-1455kJ/mol。

（2）a.c(H2)與c(H2O)的比值隨著反應(yīng)進(jìn)行而變化，當(dāng)保持不變時表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；b.都是正反應(yīng)速率，不能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；c.容器中氣體的質(zhì)量、體積不變，氣體密度保持不變，不能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；d.容器中氣體壓強(qiáng)隨著反應(yīng)進(jìn)行而改變，不再改變時，表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。故選ad。

（3）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，生成CO32﹣、H2O，該電池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式是：CH3OCH3+16OH﹣-12e﹣=2CO32﹣+11H2O。

（4）Y是陽極，在陽極上，氯離子被氧化為氯氣，電解過程中Y電極附近觀察到的現(xiàn)象是Y電極附近溶液中有氣體產(chǎn)生，上部分呈黃綠色；2.8LO2的物質(zhì)的量為2.8/22.4mol=0.125mol，O2～4e-～4OH-，NaCl溶液中生成0.5molOH-，C(OH-)=0.5/0.5mol/L=1mol/L。