题目内容
生物质资源是一种污染小的可再生能源．生物质的主要转化途径及主要产物如图1．
（1）下列有关说法正确的是 ．
a．生物质能，本质上能量来源于太阳能
b．由纤维素水解获得的乙醇作燃料是利用了生物质能
c．生物质裂解获得的汽油、柴油等属于纯净物
d．由植物秸杆等厌氧发酵获得的沼气，主要成分是甲烷
（2）由生物质能获得的CO和H2，可以合成甲醇和二甲醚（CH3OCH3）及许多烃类物质．当两者1：1催化反应，其原子利用率达100%，合成的物质可能是 ．
a．汽油 b．甲醇c．甲醛 d．乙酸
（3）甲醇是一种重要的化工原料，工业上合成甲醇的反应：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）；△H=-90.8kJ?mol-1．若在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
下列说法正确的是 ．
a．c1=c2 b.2Q1=Q3 c．α2+α3＜100%
（4）在一定温度和压强下，CO和H2催化合成二甲醚的反应为：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）
①若一体积可变的密闭容器中充入3mol H2、3mol CO、1mol CH3OCH3、1mol CO2，经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍．则：①反应开始时正、逆反应速率的大小：v（正） v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”），理由是 ．平衡时n（CH3OCH3）= mol．②图2为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图．b电极是 极；a电极的反应式为 ．
（1）下列有关说法正确的是
a．生物质能，本质上能量来源于太阳能
b．由纤维素水解获得的乙醇作燃料是利用了生物质能
c．生物质裂解获得的汽油、柴油等属于纯净物
d．由植物秸杆等厌氧发酵获得的沼气，主要成分是甲烷
（2）由生物质能获得的CO和H2，可以合成甲醇和二甲醚（CH3OCH3）及许多烃类物质．当两者1：1催化反应，其原子利用率达100%，合成的物质可能是
a．汽油 b．甲醇c．甲醛 d．乙酸
（3）甲醇是一种重要的化工原料，工业上合成甲醇的反应：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）；△H=-90.8kJ?mol-1．若在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
| 容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
| 反应物投入量 | 1molCO、2molH2 | 1mol CH3OH | 2molCO、4molH2 |
| CH3OH的浓度（mol/L） | c1 | c2 | c3 |
| 反应的能量变化 | 放出Q1 kJ | 吸收Q2 kJ | 放出Q3 kJ |
| 反应物转化率 | α 1 | α 2 | α 3 |
a．c1=c2 b.2Q1=Q3 c．α2+α3＜100%
（4）在一定温度和压强下，CO和H2催化合成二甲醚的反应为：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）
①若一体积可变的密闭容器中充入3mol H2、3mol CO、1mol CH3OCH3、1mol CO2，经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍．则：①反应开始时正、逆反应速率的大小：v（正）
考点：化学平衡的计算,常见的能量转化形式
专题：
分析：（1）a．生物质能来源于太阳能；b．乙醇来源于纤维素；c．混合物是指由多种物质组成的物质；d．沼气的主要成分是甲烷；
（2）根据质量守恒定律和化合反应的定义和特点判断，主要是利用反应前后原子的种类不变，其数目必保持不变分析判断；
（3）a．根据是否形成等效平衡解题；b．增大压强平衡向体积减小的方向移动；c．无法求出转化率；
（4）①反应前后气体总质量不变；测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍，说明物质的量在减少，判断出开始正向进行，用差量法方程式中3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）减少了4mol解题；
②负极失电子，正极得电子；（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+；
（2）根据质量守恒定律和化合反应的定义和特点判断，主要是利用反应前后原子的种类不变，其数目必保持不变分析判断；
（3）a．根据是否形成等效平衡解题；b．增大压强平衡向体积减小的方向移动；c．无法求出转化率；
（4）①反应前后气体总质量不变；测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍，说明物质的量在减少，判断出开始正向进行，用差量法方程式中3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）减少了4mol解题；
②负极失电子，正极得电子；（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+；
解答：
解：（1）a．生物质本质上能来源于太阳能，故a正确；
b．纤维素水解获得的乙醇来源于纤维素，属于生物质能，故b正确；
c．汽油、柴油等属于混合物，故c错误；
d．沼气的主要成分是甲烷，故d正确；
故选abd；
（2））“绿色化学”能实现零排放，即反应物中的原子利用率达到100%，也就是说反应类型一般是化合反应，且反应后产物中的各原子数目比不变，CO和H2在一定条件下按照不同的比例反应，可假定反应时的化学计量数之比为1：1，则只要各选项中的化学式能化为形式（CO）n（H2）n，都是正确的，汽油是混合物，甲醇（CH4O）可变为（CO）1（H2）2，甲醛（CH2O）可变为（CO）1（H2）1，乙酸（C2H4O2）可变为（CO）2（H2）2，故答案为：cd；
（3）a．1molCO、2molH2与1mol CH3OH的等效的，平衡时CH3OH的浓度c1=c2，故a正确；
b．丙的反应物投入量是甲的二倍，容积相同，压强比甲大，平衡向右进行，放出的热量2Q1＜Q3，故b错误；
C．无法求出转化率，故c错误；
故答案为：a；
（4）①反应前后气体总质量不变，同温、同压下，达到平衡时，气体密度增大，即气体体积缩小；平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍，则总物质的量变为原先的0.625倍，总物质的量=8×0.625=5mol，反应前后减少了3mol，说明开始向正反应进行，v（正）＞v（逆），设反应生成甲醚Xmol，
3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）减少了4mol，得
1 4
x 3
=
解得：x=0.75mol
平衡时，n（CH3OCH3）=1+0.75=1.75mol，
故答案为：＞；反应前后气体总质量不变，同温、同压下，达到平衡时，气体密度增大，即气体体积缩小，平衡正移； 1.75；
②氧气得电子，化合价降低，故b电极是正极；由图知在a电极二甲醚与水反应生成二氧化碳和氢离子，故a电极的反应式为（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+，
故答案为：正；（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+；
b．纤维素水解获得的乙醇来源于纤维素，属于生物质能，故b正确；
c．汽油、柴油等属于混合物，故c错误；
d．沼气的主要成分是甲烷，故d正确；
故选abd；
（2））“绿色化学”能实现零排放，即反应物中的原子利用率达到100%，也就是说反应类型一般是化合反应，且反应后产物中的各原子数目比不变，CO和H2在一定条件下按照不同的比例反应，可假定反应时的化学计量数之比为1：1，则只要各选项中的化学式能化为形式（CO）n（H2）n，都是正确的，汽油是混合物，甲醇（CH4O）可变为（CO）1（H2）2，甲醛（CH2O）可变为（CO）1（H2）1，乙酸（C2H4O2）可变为（CO）2（H2）2，故答案为：cd；
（3）a．1molCO、2molH2与1mol CH3OH的等效的，平衡时CH3OH的浓度c1=c2，故a正确；
b．丙的反应物投入量是甲的二倍，容积相同，压强比甲大，平衡向右进行，放出的热量2Q1＜Q3，故b错误；
C．无法求出转化率，故c错误；
故答案为：a；
（4）①反应前后气体总质量不变，同温、同压下，达到平衡时，气体密度增大，即气体体积缩小；平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍，则总物质的量变为原先的0.625倍，总物质的量=8×0.625=5mol，反应前后减少了3mol，说明开始向正反应进行，v（正）＞v（逆），设反应生成甲醚Xmol，
3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）减少了4mol，得
1 4
x 3
| 1 |
| x |
| 4 |
| 3 |
平衡时，n（CH3OCH3）=1+0.75=1.75mol，
故答案为：＞；反应前后气体总质量不变，同温、同压下，达到平衡时，气体密度增大，即气体体积缩小，平衡正移； 1.75；
②氧气得电子，化合价降低，故b电极是正极；由图知在a电极二甲醚与水反应生成二氧化碳和氢离子，故a电极的反应式为（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+，
故答案为：正；（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+；
点评：本题考查等效平衡、化学平衡的计算、化学电源新型电池等，题目难度较大，注意化学平衡的计算是本题的难点，注意差量法的应用．
练习册系列答案
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