题目内容
【题目】工业上可由天然气为原料制备甲醇，也可由水煤气合成甲醇．
已知：
，
，
。试写出由
和
制取甲醇的热化学方程式：______；
通过下列反应制备甲醇：
，图甲是反应时
和
的浓度随时间t的变化情况，从反应开始到平衡，用
表示平均反应速率
______，平衡时CO的转化______．
在一容积可变的密闭容器中充入
和
，CO的平衡转化率随温度
、压强
的变化如图乙所示．
下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是______
填字母
A 的消耗速率等于
的生成速率的2倍
B 的体积分数不再改变
C 体系中的转化率和CO的转化率相等
D 体系中气体的平均摩尔质量不再改变
比较A、B两点压强大小
______
填“
、
、
”
若达到化学平衡状态A时，容器的体积为20L，如果反应开始时仍充入和
2，则在平衡状态B时，容器的体积
______L；
以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池电极材料为惰性电极
若KOH溶液足量，则电池负极反应的离子方程式为______；
若电解质溶液中KOH的物质的量为
，当有
甲醇参与反应时，电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是______．
【答案】
AC 
4 
【解析】
（1）已知：①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) △H=a kJ/mol，②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=b kJ/mol，根据盖斯定律，①+2×②可得：2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g) △H=(a+2b)kJ/mol；
（2）随反应进行，CO浓度减小，CH3OH浓度增大，由图可知，10min到达平衡，CO浓度变化为(0.9-0.15)mol/L=0.75mol/L，则v(CO)=
=0.075mol·L-1·min-1，反应速率之比等于化学方程式计量数之比v(H2)=2v(CO)=0.15mol·L-1·min-1；平衡时CO的转化率=
=83.3%；
（3）①A、H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍，均表示正反应速率，反应始终按该比例关系进行，不能说明到达平衡，当H2的消耗速率等于CH3OH的消耗速率的2倍时，反应到达平衡，A错误；
B、H2的体积分数不再改变是化学平衡的特征，达到了平衡，B正确；
C、H2、CO的转化率与它们起始物质的量有关，平衡时不一定相等，若起始物质的量之比等于化学计量数之比，转化率始终相等，C错误；
D、混合气体总质量不变，随反应进行，混合气体总物质的量减小，平均摩尔质量增大，混合气体气体的平均摩尔质量不再改变，说明达到了平衡，D正确；
故答案为：AC；
②温度一定时，正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故压强PA<PB；
③若达到化学平衡状态A时，容器的体积为20L，CO转化率为50%，则转化的CO为10mol×50%=5mol，则：
平衡常数K=
=
=4，如果反应开始时仍充入10mol CO和20mol H2，在平衡状态B时CO转化率为80%，则转化的CO为10mol×80%=8mol，则：
设体积为V L，则
=4，解得V=4；
（4）①原电池负极发生氧化反应，甲醇在负极失去电子，碱性条件下生成碳酸根离子与水，负极电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；
②当有0.75mol CH3OH参与反应时，产生的CO2是0.75mol，和1mol KOH反应，根据元素守恒：n(K2CO3)+n(KHCO3)=0.75mol，2n(K2CO3)+n(KHCO3)=1mol，联立解得：n(K2CO3)=0.25mol，n(KHCO3)=0.5mol，溶液呈碱性，溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是：c(K+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)。
【题目】乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下:
+
+H2O
相对分子质量 | 密度/(g·cm-3) | 沸点/℃ | 水中溶解性 | |
异戊醇 | 88 | 0.812 3 | 131 | 微溶 |
乙酸 | 60 | 1.049 2 | 118 | 溶 |
乙酸异戊酯 | 130 | 0.867 0 | 142 | 难溶 |
实验步骤:
在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片,开始缓慢加热A,回流50 min,反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液 和水 洗涤,分出的产物加入少量无水MgSO4固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集140～143℃馏分,得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题:
(1)仪器B的名称是________，它的作用是____________________。
(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目是___________________________
第二次水洗的主要目的是_______________________________________。
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后____(填标号)。
a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出
b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是_____________________________。
(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是___________________________。
(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是____(填标号)。
(7)本实验的产率是____(填标号)。
a.30% b.40% c. 60% d.90%
(8)在进行蒸馏操作时,若从130℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏____(填“高”或“低”),其原因是____________________________________。
