Question

7．二甲醚（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．也可替代氟利昂作制冷劑等，對(duì)臭氧層無(wú)破壞作用．請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：
（1）二甲醚的核磁共振氫譜圖中有1個(gè)吸收峰，官能團(tuán)名稱(chēng)是醚鍵．
（2）二甲醚的同分異構(gòu)體A與濃硫酸混合，加熱到170℃時(shí)生成有機(jī)物B：
①寫(xiě)出A的官能團(tuán)電子式為；B與溴水反應(yīng)生成的物質(zhì)名稱(chēng)為1，2-二溴乙烷；
②德國(guó)化學(xué)家第爾斯和他的學(xué)生阿爾德首次發(fā)現(xiàn)和記載一種新型反應(yīng)而獲得1950年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，該反應(yīng)是一種環(huán)加成反應(yīng)：凡含有雙鍵或三鍵的不飽和化合物，可以和鏈狀或環(huán)狀含共軛雙烯體系發(fā)生1，4加成反應(yīng)，通常生成一個(gè)六元環(huán)，該反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率很高，是有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)中非常重要的碳碳鍵形成的手段之一，也是現(xiàn)代有機(jī)合成里常用的反應(yīng)之一請(qǐng)根據(jù)以上信息寫(xiě)出2-甲基-1，3-丁二烯（含共軛雙烯體系）與B反應(yīng)化學(xué)方程式CH₂=C（CH₃）CH=CH₂+CH₂=CH₂．
（3）二甲醚、空氣、氫氧化鉀溶液、多孔石墨電極構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極電極反應(yīng)式是CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O．

物質(zhì)	CH3OH	CH3OCH3	H2O
濃度（mol•L-1）	0.44	0.60	0.60

（4）反應(yīng)2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）某溫度下的平衡常數(shù)為225．此溫度下，在密閉容器中加入CH₃OH，反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分的濃度如下：
①比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大�。簐（正）＞ v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）；
②若開(kāi)始只加入CH₃OH，經(jīng)10min后反應(yīng)達(dá)到平衡，計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)CH₃OH轉(zhuǎn)化率        α（CH₃OH）=96.8%（計(jì)算結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示，保留小數(shù)后一位）．

Answer 1

分析 （1）二甲醚中只有1種H原子，含有官能團(tuán)為醚鍵；
（2）二甲醚的同分異構(gòu)體A與濃硫酸混合，加熱到170℃時(shí)生成有機(jī)物B，可知A為乙醇，B為乙烯，
①A為乙醇，含有的官能團(tuán)為羥基；B為乙烯，含有碳碳雙鍵，可與溴水發(fā)生加成反應(yīng)；
②2-甲基-1，3-丁二烯（含共軛雙烯體系）與乙烯發(fā)生加成反應(yīng)生成；
（3）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，堿性條件下生成碳酸根離子和水；
（4））①計(jì)算此時(shí)濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態(tài)，若Qc＜K，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，若Qc＞K，反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行，進(jìn)而判斷v（正）、v（逆）相對(duì)大�。�
②若開(kāi)始只加入CH₃OH，經(jīng)10min后反應(yīng)達(dá)到平衡，假設(shè)開(kāi)始加入的甲醇為1mol，設(shè)轉(zhuǎn)化的甲醇為xmol，表示出平衡時(shí)各組分物質(zhì)的量，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，根據(jù)平衡常數(shù)列方程計(jì)算解答．

解答 解：（1）二甲醚中只有1種H原子，核磁共振氫譜圖中有1個(gè)吸收峰，含有官能團(tuán)為醚鍵，
故答案為：1； 醚鍵；
（2）①A為乙醇，含有的官能團(tuán)為羥基，電子式為；B為乙烯，含有碳碳雙鍵，可與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，生成物為1，2-二溴乙烷，
故答案為：； 1，2-二溴乙烷；
②由題意可知，2-甲基-1，3-丁二烯（含共軛雙烯體系）與乙烯發(fā)生加成反應(yīng)生成，方程式為CH₂=C（CH₃）CH=CH₂+CH₂=CH₂ ，
故答案為：CH₂=C（CH₃）CH=CH₂+CH₂=CH₂ ；
（3）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，堿性條件下二甲醚被氧化生成碳酸根離子和水，方程式為CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O，
故答案為：CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O；
（4）①濃度商Qc=$\frac{0.6×0.6}{0.4{4}^{2}}$=1.86＜K=225，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，故v（正）＞v（逆），
故答案為：＞；
②若開(kāi)始只加入CH₃OH，經(jīng)10min后反應(yīng)達(dá)到平衡，假設(shè)開(kāi)始加入的甲醇為1mol，設(shè)轉(zhuǎn)化的甲醇為xmol，則：
          2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）
起始量（mol）：1            0        0 
變化量（mol）：x            0.5x     0.5x
平衡量（mol）：1-x          0.5x     0.5x
反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，則$\frac{0.5x×0.5x}{（1-x）^{2}}$=225，解得x=$\frac{30}{31}$，故甲醇的轉(zhuǎn)化率為$\frac{\frac{30}{31}mol}{1mol}$×100%=96.8%，
故答案為：96.8%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、平衡常數(shù)應(yīng)用、原電池等，綜合考查學(xué)生的分析、計(jì)算能力的，為高考常見(jiàn)題型和高頻考點(diǎn)，注意理解掌握平衡常數(shù)的應(yīng)用，難度中等．