Question

【题目】甲醇是一种化工原料，在工业生产中有重要的应用。

Ⅰ.在l.0L恒容密闭容器中投入1 molCO2和2.75molH2发生反应：

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图所示，下列说法正确的是_______。

A．该反应的正反应为放热反应

B．压强大小关系为pl<p2<p3

c. M点对应的平衡常数K的值约为1.04×10-2

D.在p2及512K时，图中N点v（正）＜v（逆）

Ⅱ.甲醇是基本有机化工原料。甲醇及其可制得的产品的沸点如下。

名称	甲醇	二甲胺	二甲基甲酰胺	甲醚	碳酸二甲酯
结构简式	CH3OH	(CH3)2NH	(CH3)2NCHO	CH3OCH3	(CH3O)2CO
沸点/℃	64.7	7.4	153	-24.9	90

（1）在425℃、Al2O3做催化剂，甲醇与氨气反应可以制得二甲胺。二甲胺显弱碱性，与盐酸反应生成(CH3)2NH2Cl，溶液中各离子浓度由大到小的顺序为____________。

（2）甲醇制甲醚的化学方程式为2CH3OHCH3OCH3+H2O，一定温度下，在体积为1.0L的恒容密闭容器中发生该反应。己知387℃时该反应的化学平衡常数K=4，若起始时向容器I中充入0.10molCH3OH、0.15molCH3OCH3和0.10molH2O，则反应将向______（填“正”或“逆”）反应方向进行。

（3）以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如下图所示。

电源的负极为__________（填“A”或“B”），写出阳极的电极反应_________；若参加反应的O2为1.12m3（标准状况），则制得的碳酸二甲酯的质量为______kg。

Answer 1

【答案】 AC c(Cl－)>c[(CH3)2NH]>c(H＋)>c(OH－) 正 B 2CH3OH＋CO－2e－===(CH3O)2CO＋2H＋ 9

【解析】Ⅰ、A．由图可知，随着温度升高，平衡时甲醇的物质的量在减小，所以升温平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，A正确；B．由图可知，作一条等温线，因为该反应为气体体积减小的反应，压强越大，平衡时甲醇的物质的量也越大，所以p1＞p2＞p3，B错误；C．由图可知，M点对应的甲醇产量为0.25mol，则

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

开始 1 2.75 0 0

反应 0.25 0.75 0.25 0.25

平衡 0.75 2 0.25 0.25

又体积为1.0L，所以K=0.25×0.25/0.75×23=1.04×10-2；C正确；D．由图可知，在p2及512 K时，N点甲醇的物质的量还小于平衡时的量，所以应该正向移动，则v（正）＞v（逆），D错误；答案选AC；

Ⅱ、（1）二甲胺显弱碱性，与盐酸反应生成(CH3)2NH2Cl，(CH3)2NH2＋离子水解溶液显酸性，据此判断溶液中各离子浓度大小为：c(Cl－)>c[(CH3)2NH2＋]>c(H＋)>c(OH－)；（2）已知387℃时该反应的化学平衡常数K=4。若起始时向容器I中充入0.10molCH3OH、0.15molCH3OCH3和0.10molH2O，浓度商Qc=0.15×0.1/0.12=1.5＜K=4，则反应将向正反应进行；（4）图分析可知氢离子移向阴极，则与此电极连接的B电极为负极，阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应，电极反应为：2CH3OH＋CO－2e－＝(CH3O)2CO＋2H＋，若参加反应的O2为1.12m3（标准状况），物质的量=1120L÷22.4L/mol=50mol，电子转移50mol×4=200mol，则制得碳酸二甲酯的质量=100mol×90g/mol=9000g=9.00kg。