Question

二甲醚（CH₃OCH₃）被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效，具有优良的环保性能．也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用．请填写下列空白：
（1）二甲醚的核磁共振H谱图中有

 

个吸收峰，官能团名称是

 

．
（2）二甲醚、空气、氢氧化钾溶液、多孔石墨电极可构成燃料电池．该电池中负极的电极反应式是：CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O，则正极的电极反应式是

 

．
（3）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）△H=a kJ?mol^-1
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=b kJ?mol^-1
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=ckJ?mol^-1
总反应：3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂ （g）的△H=

 

  kJ?mol^-1．
（4）已知反应②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）某温度下的平衡常数为400．此温度下，在密闭容器中加入CH₃OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	CH3OH	CH3OCH3	H2O
浓度/（mol?L-1）	0.64	0.50	0.50

①比较此时正、逆反应速率的大小：v（正）

 

 v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”），因为该时刻的浓度商Q_C

 

平衡常数400（填“＞”、“＜”或“=”）．
②写出二甲醚（CH₃OCH₃）同分异构体的结构简式

 

．

Answer 1

考点：常见化学电源的种类及其工作原理,热化学方程式,化学平衡的影响因素,同分异构现象和同分异构体,烃的衍生物官能团

专题：化学反应中的能量变化,化学反应速率专题,电化学专题

分析：（1）根据物质含有等效氢原子的数目来确定峰的数目，根据官能团的含义来回答；
（2）原电池负极发生氧化反应，二甲醚在负极放电，碱性环境中生成碳酸钾与氢水，正极反应还原反应，氧气在正极放电生成氢氧根离子；
（3）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到化学反应的焓变；
（4）①计算浓度商和平衡常数比较判断；
②饱和一元醇和醚之间互为同分异构体．

解答： 解：（1）二甲醚含有1个等效氢原子，所以它的核磁共振H谱图中有1个吸收峰，含有的官能团名称是醚键，故答案为：1；醚键；
（2）该燃料电池的正极发生还原反应，氧气在正极放电生成氢氧根离子，即6H₂O+3O₂+12e^-=12OH^-或2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，故答案为：6H₂O+3O₂+12e^-=12OH^-或2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；
（3）已知：①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）△H=a kJ?mol^-1
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=b kJ?mol^-1
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=ckJ?mol^-1
由盖斯定律②+③+①×2得到3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=（2a+b+c）kJ?mol^-1，故答案为：2a+b+c；
（4）①Q=

C(CH3OCH3)?c(H2O)

c2(CH3OH)

=

0.6×0.6

0．42

=2.25＜400，平衡正向进行，v（正）＞v（逆），故答案为：＞；＜；
②饱和一元醇和醚之间互为同分异构体，二甲醚的同分异构体是乙醇，即CH₃CH₂OH，故答案为：CH₃CH₂OH．

点评：本题考查了热化学方程式的书写方法和盖斯定律的计算应用，化学平衡的影响因素分析判断，平衡常数的计算应用，注意平衡常数随温度变化，题目难度中等．