[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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【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+)。

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根据要求回答相关问题：

（1）写出负极的电极反应式_____________________________。

（2）铁电极为________（填“阳极”或“阴极”），石墨电极（C）的电极反应式为________________。

（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将____（填“增大”、“ 减小”或“不变”）。

（4）若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则丙装置中阴极析出铜的质量为______。假设乙装置中氯化钠溶液足够多，若在标准状况下，有224mL氧气参加反应，则乙装置中阳离子交换膜左侧溶液质量将____________（填“增大”、“减小”或“不变”），且变化了_______克。

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++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: