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
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、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-=2CO32-+11H2O，则正极的电极反应式是：______．
（2）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．
（3）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：
①比较此时正、逆反应速率的大小：v（正）______ v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”），简述原因______．
②若开始只加入CH3OH，经10min后反应达到平衡，平衡时CH3OH转化率α（CH3OH）=______（计算结果保留小数后一位）．
（1）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-=2CO32-+11H2O，则正极的电极反应式是：______．
（2）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．
（3）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 |
②若开始只加入CH3OH，经10min后反应达到平衡，平衡时CH3OH转化率α（CH3OH）=______（计算结果保留小数后一位）．
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解题思路：（1）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；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到化学反应的焓变；
（3）①计算浓度商和平衡常数比较判断；
②根据2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）以及表格中的数据求解10min后反应达到平衡时CH3OH的浓度，然后求解转化率．
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到化学反应的焓变；
（3）①计算浓度商和平衡常数比较判断；
②根据2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）以及表格中的数据求解10min后反应达到平衡时CH3OH的浓度，然后求解转化率．
（1）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-；
（2）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）；
（3）①QC=
C(CH3OCH3)•c(H2O)
c2(CH3OH)=[0.6×0.6
0．42=2.25＜400，QC小于平衡常数，反应正向进行尚未达到平衡，所以v（正）＞v（逆），
故答案为：＞；该时刻的浓度商QC=2.25＜400，QC小于平衡常数，反应正向进行尚未达到平衡，所以v（正）＞v（逆）；
②由2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）和表格中的数据可知，开始c（CH3OH）=（0.64+0.5×2）mol/L=1.64mol/L，设达平衡时CH3OCH3的物质的量为x，则
2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）
起始量（mol/L） 1.6 0 0
变化量（mol/L） 2x xx
平衡量（mol/L）1.64-2xx x
K=
C(CH3OCH3)•c(H2O)
c2(CH3OH)=
x×x
(1.64−2x)2=400，解得X=0.8，
α（CH3OH）=
1.60/1.64]×100%≈97.6%，
故答案为：97.6%．
点评：
本题考点： 化学平衡的计算；用盖斯定律进行有关反应热的计算；原电池和电解池的工作原理．
考点点评： 本题考查了电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．
1年前
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