Question

9．甲醚（CH₃OCH₃）被稱為21世紀的新型燃料，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，甲醚可作燃料電池的燃料．
（1）甲醚（CH₃OCH₃）與CH₃CH₂OH（填結構簡式）互為同分異構體．
（2）工業(yè)上利用H₂和CO₂合成二甲醚的反應如下：6H₂（g）+2CO₂（g）═CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g），反應放熱．
I．一定溫度下，在一個固定體積的密閉容器中進行該反應．下列能判斷反應到達化學平衡狀態(tài)的是ad（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2molH₂消耗時有1molH₂O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
II．溫度升高，該化學平衡逆向移動后到達新平衡，混合氣體的平均相對分子質量將變�。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，石墨為電極可構成燃料電池，該燃料電池的負極反應式為CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O．

Answer 1

分析 （1）甲醚（CH₃OCH₃）與CH₃CH₂OH分子式相同結構不同，互為同分異構體；
（2）I．反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，平衡時各種物質的物質的量、濃度、含量等不再發(fā)生變化，以及由此衍生的其它量不變，可由此進行判斷；
II．據(jù)反應放熱，故升高溫度，平衡左移，混合氣體的平均式量M=$\frac{m}{n}$；
（3）原電池負極發(fā)生氧化反應，甲醚在負極放電，堿性條件下生成碳酸根與水，原電池反應比直接燃燒能量轉化率高．

解答 解：（1）甲醚（CH₃OCH₃）與CH₃CH₂OH分子式相同結構不同，互為同分異構體，故答案為：CH₃CH₂OH；
（2）I．a(chǎn)、在反應達平衡前，c（H₂）與c（H₂O）的比值在變小，故當c（H₂）與c（H₂O）的比值保持不變時，反應達平衡，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志，故B不選；
c、本反應的反應物和生成物全是氣體，根據(jù)質量守恒可知，在反應過程中氣體的質量一直不變，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志，故c不選；
d、此反應是個氣體的物質的量有改變的反應，即在平衡之前，容器中氣體的物質的量和壓強在變化，故當壓強不變時，說明反應達平衡，故d選．
故選ad；ad；
II．反應放熱，故升高溫度，平衡左移，本反應的反應物和生成物全是氣體，根據(jù)質量守恒可知，在反應過程中氣體的質量m一直不變，而升溫后平衡左移，氣體的物質的量變大，故混合氣體的平均式量M=$\frac{m}{n}$變小，故答案為：變��；
（3）原電池負極發(fā)生氧化反應，甲醚在負極放電，堿性條件下生成碳酸根與水，電極反應式為：CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O；故答案為：CH₃OCH₃+16OH^-12e^-=2CO^2-₃+11H₂O．

點評 本題考查化學平衡狀態(tài)、同分異構體和電極應式的書寫，學生要清楚燃料電池負極發(fā)生氧化反應，題目難度中等．