Question

16．按要求完成下列問題：
（1）甲基的電子式
（2）乙炔的結(jié)構(gòu)式H-C≡C-H
（3）相對分子質(zhì)量為72且沸點(diǎn)最低的烷烴的結(jié)構(gòu)簡式CH₃C（CH₃）₂CH₃
（4）甲醇來源豐富、價格低廉、運(yùn)輸貯存方便，是一種重要的化工原料，有著重要的用途和應(yīng)用前景．
（1）工業(yè)生產(chǎn)甲醇的常用方法是：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8kJ/mol．
已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O （l）△H=-571.6kJ/mol
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol
①H₂的燃燒熱為285.8kJ/mol．
②CH₃OH（g）+O₂（g）?CO（g）+2H₂O（g）的反應(yīng)熱△H=-392.8kJ/mol．
③若在恒溫恒容的容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），則可用來判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志有AD．（填字母）
A．CO百分含量保持不變
B．容器中H₂濃度與CO濃度相等
C．容器中混合氣體的密度保持不變
D．CO的生成速率與CH₃OH的生成速率相等
（5）將水蒸氣通過紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣．反應(yīng)為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1能使化學(xué)反應(yīng)速率加快的措施有②④（填序號）．
①增加C的物質(zhì)的量                   ②升高反應(yīng)溫度
③隨時吸收CO、H₂轉(zhuǎn)化為CH₃OH       ④密閉定容容器中充入CO（g）

Answer 1

分析 （1）甲基中含有3個碳?xì)滏I，碳原子最外層為7個電子，據(jù)此寫出甲基的電子式；
（2）乙炔為直線型結(jié)構(gòu)，分子中存在兩個碳?xì)滏I；
（3）設(shè)烷烴的分子式為C_xH_（2x+2），根據(jù)相對分子質(zhì)量為72，列出方程式進(jìn)行計算x值，支鏈越多，沸點(diǎn)越低；
（4）①燃燒熱是1mo可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，根據(jù)蓋斯定律及已知熱化學(xué)方程式得出氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式；
②依據(jù)蓋斯定律和熱化學(xué)方程式計算得到；
③根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；
（5）①增加固體C的量，C的物質(zhì)的量濃度不變，不影響反應(yīng)速率；  
②升高反應(yīng)溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快；
③隨時吸收CO，濃度減小，反應(yīng)速率減慢；       
④密閉定容容器中充入CO（g），濃度變大，反應(yīng)速率加快．

解答 解：（1）甲基中碳原子最外層為7個電子，甲基的電子式為：，故答案為：；
（2）乙炔的電子式為：，將共用電子對用短線表示即為結(jié)構(gòu)式，乙炔的結(jié)構(gòu)式為：H-C≡C-H，故答案為：H-C≡C-H；
（3）設(shè)烷烴的分子式為C_xH_（2x+2），
則14x+2=72，解得x=5，
所以該烷烴的分子式為C₅H₁₂，
分子式為C₅H₁₂的同分異構(gòu)體有主鏈有5個碳原子的：CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃，
主鏈有4個碳原子的：CH₃CH（CH₃）CH₂CH₃，
主鏈有3個碳原子的：CH₃C（CH₃）₂CH₃；
支鏈越多，沸點(diǎn)越低，故CH₃C（CH₃）₂CH₃，故答案為：CH₃C（CH₃）₂CH₃；
（4）①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1①
H₂（g）+1/2O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1②，
根據(jù)蓋斯定律①×$\frac{1}{2}$+②可得：氫氣的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O （l）△H=-285.8kJ/mol，
所以氫氣的燃燒熱為285.8KJ/mol，
故答案為：285.8；
②CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8kJ/mol②，
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol②，
根據(jù)蓋斯定律②×2-①得到：CH₃OH（g）+O₂（g）?CO（g）+2H₂O（g）△H=-392.8 kJ/mol，
故答案為：-392.8 kJ/mol；
③A．CO百分含量保持不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)平衡狀態(tài)，故A正確；
B．容器中H₂濃度與CO濃度相等，不能說明正逆反應(yīng)速率相等，所以不能作平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故B錯誤；
C．容器中混合氣體的密度始終保持不變，所以不能作平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故C錯誤；
D．CO的生成速率與CH₃OH的生成速率相等，速率之比等于對應(yīng)物質(zhì)的計量數(shù)之比，說明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)平衡狀態(tài)，故D正確；
故選AD；
（5）①增加固體C的量，C的物質(zhì)的量濃度不變，不影響反應(yīng)速率，故錯誤；  
②升高反應(yīng)溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，故正確；
③隨時吸收CO，濃度減小，反應(yīng)速率減慢，故錯誤；       
④密閉定容容器中充入CO（g），濃度變大，反應(yīng)速率加快，故正確；
故選②④．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、影響化學(xué)反應(yīng)的速率的因素及溫度與蓋斯定律的應(yīng)用，有機(jī)物分子式的確定，題目難度中等．