Question

7．甲醇是基本化工原料，甲醇及其可制得產(chǎn)品的沸點如下．

名稱	甲醇	二甲胺	二甲基甲酰胺	甲醚	碳酸二甲酯
結(jié)構(gòu)式	CH3OH	（CH3）2NH	（CH3）2NCHO	CH3OCH	（CH3O）2CO
沸點（℃）	64.7	7.4	153℃	-24.9	90℃

（1）在425℃、A1₂O₃作催化劑，甲醇與氨氣反應(yīng)可以制得二甲胺，二甲胺顯弱堿性，與鹽酸反應(yīng)生成（CH₃）₂NH₂Cl，溶液中各離子濃度由大到小的順序為c（Cl^-）＞c[（CH₃）₂NH₂⁺]＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（2）甲醇合成二甲基甲酰胺的化學(xué)方程式為：2CH₃OH+NH₃+CO?（CH₃）₂NCHO+2H₂O△H若該反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)（填“吸熱”、“放熱”）．
（3）甲醇制甲醚的化學(xué)方程式為：2CH₃OH?CH₃OCH₃+H₂O△H．一定溫度下，在三個體積均為1.0L 的恒容密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)．

容器編號	溫度/℃	起始物質(zhì)的量/mol	平衡物質(zhì)的量/mol
		CH3OH	CH3OCH3	H2O
Ⅰ	387	0.20	x
Ⅱ	387	0.40		y
Ⅲ	207	0.20	0.090	0.090

①x/y=$\frac{1}{2}$；
②已知387℃時該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=4．若起始時向容器I中充入0.1mol CH₃OH、0.15mol CH₃OCH₃和0.10mol H₂O，則此時v正＞v逆（填“＞”、“＜”或“=”）
（4）以甲醇為主要原料，電化學(xué)合成碳酸二甲酯工作原理如圖所示．

寫出陽極的電極反應(yīng)式2CH₃OH+CO-2e^-=（CH₃O）₂CO+2H⁺．

Answer 1

分析 （1）二甲胺顯弱堿性，與鹽酸反應(yīng)生成（CH₃）₂NH₂Cl，[（CH₃）₂NH₂⁺]離子水解溶液顯酸性，據(jù)此判斷溶液中各離子濃度大小；
（2）反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)為：△H-T△S＜0分析；
（3）①2CH₃OH?CH₃OCH₃+H₂O，反應(yīng)前后物質(zhì)的量不變，容器Ⅰ，Ⅱ在相同條件下進(jìn)行，反應(yīng)前后物質(zhì)的量不變，起始量Ⅱ為Ⅰ的2倍，生成物質(zhì)物質(zhì)的量也為二倍；
②計算此時濃度商，和平衡常數(shù)比較方向判斷反應(yīng)進(jìn)行方向；
（4）圖分析可知氫離子移向陰極，則與此電極連接的為負(fù)極，陽極上是甲醇和一氧化碳反應(yīng)失電子發(fā)生氧化反應(yīng)．

解答 解：（1）二甲胺顯弱堿性，與鹽酸反應(yīng)生成（CH₃）₂NH₂Cl，[（CH₃）₂NH₂⁺]離子水解溶液顯酸性，其水解程度較小，所以溶液中各離子濃度大小為：c（Cl^-）＞c[（CH₃）₂NH₂⁺]＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
故答案為：c（Cl^-）＞c[（CH₃）₂NH₂⁺]＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（2）甲醇合成二甲基甲酰胺的化學(xué)方程式為：2CH₃OH+NH₃+CO?（CH₃）₂NCHO+2H₂O，該反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，△S＜0，△H-T△S＜0則△H＜0，為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；
（3）①2CH₃OH?CH₃OCH₃+H₂O，反應(yīng)前后物質(zhì)的量不變，容器Ⅰ，Ⅱ在相同條件下進(jìn)行，反應(yīng)前后物質(zhì)的量不變，起始量Ⅱ為Ⅰ的2倍，生成物質(zhì)物質(zhì)的量也為二倍，所以x：y=1：2，
故答案為：$\frac{1}{2}$；    
②已知387℃時該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=4．若起始時向容器I中充入0.1mol CH₃OH、0.15mol CH₃OCH₃和0.10mol H₂O，濃度商Qc=$\frac{0.15×0.1}{0．{1}^{2}}$=1.5＜K=4，則反應(yīng)將向正反應(yīng)進(jìn)行，則正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，
故答案為：＞；     
（4）圖分析可知氫離子移向陰極，則與此電極連接的B電極為負(fù)極，陽極上是甲醇和一氧化碳反應(yīng)失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2CH₃OH+CO-2e^-=（CH₃O）₂CO+2H⁺，
故答案為：2CH₃OH+CO-2e^-=（CH₃O）₂CO+2H⁺．

點評 本題考查較綜合，涉及電解池原理、化學(xué)平衡計算、離子濃度大小比較等知識點，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷及計算能力，明確化學(xué)反應(yīng)原理及物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，難點是電極反應(yīng)式的書寫，會根據(jù)濃度商與化學(xué)平衡常數(shù)確定反應(yīng)方向，題目難度中等．