Question

16．按要求完成下列问题：
（1）甲基的电子式
（2）乙炔的结构式H-C≡C-H
（3）相对分子质量为72且沸点最低的烷烃的结构简式CH₃C（CH₃）₂CH₃
（4）甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景．
（1）工业生产甲醇的常用方法是：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的燃烧热为285.8kJ/mol．
②CH₃OH（g）+O₂（g）?CO（g）+2H₂O（g）的反应热△H=-392.8kJ/mol．
③若在恒温恒容的容器内进行反应CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有AD．（填字母）
A．CO百分含量保持不变
B．容器中H₂浓度与CO浓度相等
C．容器中混合气体的密度保持不变
D．CO的生成速率与CH₃OH的生成速率相等
（5）将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气．反应为：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1能使化学反应速率加快的措施有②④（填序号）．
①增加C的物质的量                   ②升高反应温度
③随时吸收CO、H₂转化为CH₃OH       ④密闭定容容器中充入CO（g）

Answer 1

分析 （1）甲基中含有3个碳氢键，碳原子最外层为7个电子，据此写出甲基的电子式；
（2）乙炔为直线型结构，分子中存在两个碳氢键；
（3）设烷烃的分子式为C_xH_（2x+2），根据相对分子质量为72，列出方程式进行计算x值，支链越多，沸点越低；
（4）①燃烧热是1mo可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，根据盖斯定律及已知热化学方程式得出氢气燃烧热的热化学方程式；
②依据盖斯定律和热化学方程式计算得到；
③根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（5）①增加固体C的量，C的物质的量浓度不变，不影响反应速率；  
②升高反应温度，化学反应速率加快；
③随时吸收CO，浓度减小，反应速率减慢；       
④密闭定容容器中充入CO（g），浓度变大，反应速率加快．

解答 解：（1）甲基中碳原子最外层为7个电子，甲基的电子式为：，故答案为：；
（2）乙炔的电子式为：，将共用电子对用短线表示即为结构式，乙炔的结构式为：H-C≡C-H，故答案为：H-C≡C-H；
（3）设烷烃的分子式为C_xH_（2x+2），
则14x+2=72，解得x=5，
所以该烷烃的分子式为C₅H₁₂，
分子式为C₅H₁₂的同分异构体有主链有5个碳原子的：CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃，
主链有4个碳原子的：CH₃CH（CH₃）CH₂CH₃，
主链有3个碳原子的：CH₃C（CH₃）₂CH₃；
支链越多，沸点越低，故CH₃C（CH₃）₂CH₃，故答案为：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，
根据盖斯定律①×$\frac{1}{2}$+②可得：氢气的燃烧热的热化学方程式为：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O （l）△H=-285.8kJ/mol，
所以氢气的燃烧热为285.8KJ/mol，
故答案为：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，
根据盖斯定律②×2-①得到：CH₃OH（g）+O₂（g）?CO（g）+2H₂O（g）△H=-392.8 kJ/mol，
故答案为：-392.8 kJ/mol；
③A．CO百分含量保持不变，说明正逆反应速率相等，达平衡状态，故A正确；
B．容器中H₂浓度与CO浓度相等，不能说明正逆反应速率相等，所以不能作平衡状态的标志，故B错误；
C．容器中混合气体的密度始终保持不变，所以不能作平衡状态的标志，故C错误；
D．CO的生成速率与CH₃OH的生成速率相等，速率之比等于对应物质的计量数之比，说明正逆反应速率相等，达平衡状态，故D正确；
故选AD；
（5）①增加固体C的量，C的物质的量浓度不变，不影响反应速率，故错误；  
②升高反应温度，化学反应速率加快，故正确；
③随时吸收CO，浓度减小，反应速率减慢，故错误；       
④密闭定容容器中充入CO（g），浓度变大，反应速率加快，故正确；
故选②④．

点评 本题考查了化学平衡状态的判断、影响化学反应的速率的因素及温度与盖斯定律的应用，有机物分子式的确定，题目难度中等．