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13．煤化工产业的重要产品之一甲醇，是一种新型的汽车动力燃料，发达国家等一般通过CO和H2化合制备甲醇（反应恒温恒容），该反应的化学方程式为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
（1）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是AC；
A．容器内气体的平均摩尔质量保持不变      
B．2v（H2）正=v（CH3OH）逆
C．容器中气体的压强保持不变        
D．单位时间内生成nmol CO的同时生成2nmol H2
（2）在容积固定的恒温密闭容器中充入CO和H2发生上述反应，反应在第4min时候达到其限度，此时容器中压强与反应前之比为3：5，容器内物质的各种物质的量浓度如下表：
时间/浓度c（CO）（mol/L）c（H2）（mol/L）c（CH3OH）（mol/L）
起始0.2000.3000.000
第4minabc
则b=0.100
（3）甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污 染电动汽车的车载电池，其工作原理如图所示，该燃料电池的电池反应式为2CH3OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l），则负极的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，如果该电池工作时电路中通过1.2mol电子，则消耗CH3OH有0.2mol．

分析 （1）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的一系列物理量不变；
（2）恒温、恒容条件下，反应前后气体的物质的量浓度之比等于其压强之比，反应前混合气体物质的量浓度之和=（0.200+0.300）mol/L=0.500mol/L，反应前后混合气体的压强之比为5：3，则反应后混合气体物质的量为0.300mol/L，利用差量法计算；
（3）燃料电池中，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，所以该燃料电池中，负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳、氢离子，根据转移电子和甲醇之间的关系式计算消耗甲醇的物质的量．

解答 解：（1）A．反应前后混合气体的物质的量改变，所以反应前后容器内气体的平均摩尔质量改变，当混合气体平均摩尔质量不变时，该反应达到平衡状态，故A正确；
B．2v（H2）正=v（CH3OH）逆，化学反应速率之比不等于化学计量数之比，证明正、逆速率不等，故B错误；
C．对于气体而言，该反应不是一个等体积、等物质的量的反应，容器中气体的压强随着气体的物质的量的变化而变化，当压强不变说明处于化学平衡状态，故C正确；
D．生成n molCO的同时生成2n mol H2均代表逆反应速率，不能说明正、逆速率相等，故D错误；
故答案为：AC；
②恒温恒压条件下，气体的压强与物质的量浓度成正比，平衡时气体的浓度和为：（0.200+0.300）mol/L×$\frac{3}{5}$=0.300mol/L，△c=0.500mol/L-0.300mol/L=0.200mol/L，
CO （g）+2H2（g）?CH3OH（g）△n
1        2         1        2
         x                  0.200mol/L
x=0.200mol/L，因此b=0.300mol/L-0.200mol/L=0.100mol/L，
故答案为：0.100；
（4）可燃物甲醇在负极失去电子生成二氧化碳，负极电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，根据电极反应式知，如果该电池工作时电路中通过1.2mol电子，则消耗CH3OH物质的量=$\frac{1.2mol}{6}×1$=0.2mol，
故答案为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；0.2．

点评 本题考查化学平衡计算、原电池原理及化学平衡状态判断等知识点，为高频考点，注意：只有反应前后改变的物质的量不变时该反应才能达到平衡状态，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液酸碱性书写．

练习册系列答案
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14．（Ⅰ）化学平衡移动原理，同样也适用于其他平衡
（1）已知在氨水中存在下列平衡：NH3+H2O?NH3•H2O?NH+OH-
向氨水中加入MgCl2固体时，平衡向右移动，OH-的浓度减小
向浓氨水中加入少量NaOH固体，平衡向左移动，此时发生的现象是有刺激性气体产生．
（2）氯化铁水解的离子方程式为Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，向氯化铁溶液中加入碳酸钙粉末，发现碳酸钙逐渐溶解，并产生无色气体，其离子方程式为CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2↑，同时有红褐色沉淀生成，其原因是碳酸钙消耗H+，促进氯化铁的水解，使水解产物 Fe（OH）3大量生成，形成红褐色沉淀
（3）向Mg（OH）2的悬浊液中加入NH4Cl溶液，现象浊液逐渐溶解，原因为溶液中存在平衡 Mg（OH）2 （S）?Mg2+（aq）+2OH-（aq），加入NH4Cl溶液会发生OH-+NH4+=NH3•H2O，导致平衡向溶解方向移动，故悬浊液逐渐溶解
（Ⅱ）某二元酸 H2A 的电离方程式是：H2A=H++HA，HA-?A2-+H+．回答下列问题：
（1）H2A是强电解质（填“强电解质”或“弱电解质”或“非电解质”）
（2）Na2A 溶液显碱性（填“酸性”、“碱性”或“中性”），理由是A2-+H2O?HA-+OH-（用离子方程式表示）；
（3）NaHA 溶液显酸性（填“酸性”、“碱性”或“中性”），理由是HA-?A2-+H+（用离子方程式表示）；
（4）若 0.1mol•L-1NaHA 溶液的 pH=2，则 0.1mol•L-1 H2A溶液中氢离子的物质的量浓度可能＜0.11mol•L（填“＜”、“＞”或“=”），理由是：因H2A第1步电离产生的H+抑制HA-的电离；
（5）0.1mol•L NaHA溶液中各离子浓度由大到小的顺序是c（Na+）＞c（HA-）＞c（H+）＞c（A2-）＞c（OH-）．
4．化学与生产和生活密切相关，下列说法正确的是（　　）
A．聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应
B．煤经过气化和液化等物理变化可以转化为清洁能源
C．利用粮食酿酒经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化的过程
D．合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料
1．下列有关晶体的叙述正确的是（　　）
A．离子晶体中每个离子周围均吸引着6个带相反电荷的离子
B．在晶体中，若有阳离子一定存在阴离子
C．分子晶体中一定不含有离子键，但一定存在共价键
D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键结合
8．下列措施能使铁与稀硫酸反应产生氢气的速率加快的是（　　）
A．加入Na2SO4溶液B．不用稀硫酸，改用98%浓硫酸
C．滴加少量CuSO4溶液D．不用铁片，改用铁粉
18．乙醇是生活中常见的有机物，能进行如图所示的多种反应，A、B、C、D都是有机物．

（1）乙醇分子中官能团的名称是羟基；
（2）写出下列反应的化学方程式：
反应①：2Na+2CH3CH2OH2CH3CH2ONa+H2↑；
反应③：CH3COOH+CH3CH2OH$→_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O，反应过程中，浓硫酸的作用：催化剂、吸水剂．
反应④：2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{催化剂}$2CH3CHO+2H2O，在反应过程中，铜丝质量不变（变大、变小、不变）．
（3）等物质的量的CH4、C2H6、C2H60、C6H6三种物质，在相同状况下完全燃烧时消耗O2的量最多的是C6H6，等质量的上述4种物质，在相同状况下完全燃烧时消耗O2的量最多的是CH4，生成CO2的量最多的是C6H6．（填化学式）
（4）工业上制乙醇的方程式为CH2=CH2+H2O$→_{△}^{催化剂}$CH3CH2OH．
5．以下实验操作可能会导致实验结果偏高的是（　　）
A．配制一定物质的量浓度的溶液：称量固体时物体与砝码位置颠倒
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3．“空气质量日报”中一般不列入的是（　　）
A．二氧化碳B．二氧化氮C．二氧化碳D．可吸入颗粒物

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