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。

请填写下列空白：

（l）与二甲醚相对分子质量相等且元素种类相同的有机物的结构简式是：_____________。

（2）二甲醚可由合成气（CO+H₂）在一定条件下制得。用合成气制二甲醚时，还产生了一种可参与大气循环的无机化合物，该反应的化学方程式可能是：______________________________。

（3）以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是：_________________________。

Answer

（1）CH3CH2OH、HCOOH

（2）3CO+3H2CH3OCH3+CO2或2CO+4H2CH3OCH3+H2O

（3）CH3OCH3+16OH--12e-＝2CO32-+11H2O

【解析】

试题分析：（1）二甲醚分子式是C2H6O，与二甲醚相对分子质量相等且元素种类相同、分子式也相同的有机物为乙醇，其结构简式为C2H5OH；若相对分子质量相等且元素种类相同，分子式不同，则物质是甲酸，结构简式是HCOOH；（2）CO+H2在一定条件下合成二甲醚，可能生成二氧化碳或水，反应为3CO+3H2CH3OCH3+CO2或2CO+4H2CH3OCH3+H2O；（3）以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。通入二甲醚的电极为负极，在负极上二甲醚失去电子，在碱性电解质中反应变为CO32-，该电池中负极上的电极反应式为CH3OCH3+16OH--12e-＝2CO32-+11H2O；在正极上氧气获得电子变为OH-，电极反应式是O2+4e-+2H2O=4OH-。

【考点定位】考查二甲醚的有关知识。

【名师点睛】在有机化学中经常要碰到判断有机物的相互关系，掌握有机物的概念如同系物、同分异构体、相对分子质量等的含义及使用范围就是解题的关键。同分异构体分子式相同，物质的结构不同，可能是同一类别的物质，也可能是不同类别的物质，这就需掌握各类物质的分子式通式；相对分子质量相等的物质，分子式可能相同，也可能不同，饱和一元醇与饱和一元醚分子式通式相同；饱和一元醛与饱和一元酮分子式通式相同；饱和一元羧酸与饱和一元酯分子式通式相同；烯烃与环烷烃分子式通式相同，二烯烃与炔烃及环烯烃分子式通式相同；饱和一元醇、醚及碳原子数少一个的饱和一元羧酸相对分子质量相等。当把有机物当作燃料设计为原电池时，通入或加入的燃料的电极是负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式要结合溶液的酸碱性书写，书写产生CO2气体，碱性产生CO32-，同时有水生成；通入O2的电极是正极，获得电子，发生还原反应，酸性产生H2O，碱性产生OH-。