期末学业水平检测(二)--2026人教版高中化学必修第二册章节练

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2026人教版高中化学必修第二册
期末学业水平检测(二)
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时75分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1　C-12　N-14　O-16　Na-23　Al-27　Si-28　S-32　Fe-56　Cu-64。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.沼气在我国部分农村地区有广泛的应用。如图为动、植物废弃物发酵产生沼气的示意图,下列说法不正确的是(　　)
A.沼气属于不可再生能源,主要成分为CH4
B.动、植物废弃物中含有纤维素、蛋白质和脂肪
C.沼气的应用可解决农村的燃料问题
D.厨余垃圾也可以作为沼气的生产原料
2.由下列实验操作和现象得出的结论错误的是(　　)
选项 实验操作 现象 结论
A 蘸有浓氨水的玻璃棒靠近溶液X 有白烟 X可能是浓盐酸
B 将SO2通入酸性高锰酸钾溶液中 溶液褪色 SO2具有漂白性
C 将乙醇加入酸性重铬酸钾溶液中 溶液颜色 明显改变 乙醇具有还原性
D 将乙酸加入碳酸钠溶液中 有气泡产生 乙酸酸性强于碳酸
3.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度,下图为氮、硫及其部分化合物的价—类二维图,下列说法不正确的是(　　)
A.坐标轴左侧区域代表的是氮及其化合物
B.a→b→c→d→e的转化均能一步实现
C.c、d和i、j均属于酸性氧化物
D.f与l可以是同一种物质
4.以石墨烯负载Pd/Zr作催化剂,室温下H2O2与CH4可直接转化为CH3OH,其主要反应机理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.该过程中只断开C—H键、O—H键
B.形成C—O键放出热量
C.总反应的化学方程式为CH4+H2O2 CH3OH+H2O
D.石墨烯负载Pd/Zr可加快该反应的反应速率
5.已知反应CH3CHO(g) CH4(g)+CO(g),其反应历程与能量变化如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.有催化剂时,HI为该反应的中间产物
B.催化剂可以使CH3CHO完全转化
C.该反应每生成2 mol CH4(g)需吸收14 kJ的能量
D.由图可知催化剂I2(g)参与了反应历程
6.下列离子(化学)方程式书写正确的是(　　)
A.向稀硝酸中加入过量铁粉:Fe+4H++N Fe3++NO↑+2H2O
B.硬脂酸(C17H35COOH)与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2OH C17H35COOC2H5+O
C.向FeSO4溶液中滴加H2O2溶液,溶液由浅绿色变成黄色:Fe2++H2O2 Fe3++O2↑+2H+
D.向Na2S2O3溶液中滴加稀硫酸:S2+2H+ S↓+SO2↑+H2O
7.一种探究硝酸性质的一体化实验装置如图所示,现将铜丝伸入浓硝酸中反应,然后将铜丝抽离浓硝酸,挤压注射器2活塞使水进入仪器a,充分反应后挤压注射器1活塞。下列说法及不同反应阶段的预期现象正确的是(　　)
A.为了加快反应速率,可将铜丝换成铁丝
B.持续挤压注射器2活塞,仪器a中红棕色气体会逐渐消失,仪器a和气球均会充满液体
C.挤压注射器1活塞时,发生反应:4NO2+O2+2H2O 4HNO3
D.若有0.064 g Cu发生反应,则注射器1中最多会有5×10-4 mol O2被消耗
8.已知CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),在2 L密闭容器中分别加入0.5 mol CH4和1 mol NO2保持温度不变,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据如表所示。下列说法正确的是(　　)
时间/min 0 10 20 30 40 50
n(CH4)/mol 0.5 0.35 0.25 0.17 0.10 0.10
A.0~20 min内,NO2的反应速率为0.025 mol·L-1· min-1
B.由实验数据可知,该反应在50 min时才达平衡状态
C.若需要增大正反应速率,可以选择升高温度或者增大反应物浓度
D.加入合适的催化剂,有望实现反应物的完全转化
9.有机物的结构可用键线式表示,如CH3CHCHCH3可写成。薰衣草香气中含有的有机物a和有机物b的键线式如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.有机物a的分子式为C12H22O3
B.有机物a和b中的官能团种类不同
C.有机物a和b都能在碱性条件下发生水解反应
D.1 mol有机物b最多能与3 mol Br2发生加成反应
10.体积为2 L的密闭容器中发生反应:NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。部分物质的物质的量随时间变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.曲线Ⅰ代表CO2的物质的量变化
B.5 min时,生成NH3的速率大于消耗NH3的速率
C.15 min时,反应达到平衡状态,v(正)=v(逆)=0
D.NH3与CO2的物质的量之比为2∶1时,该反应达到平衡
11.我国科研人员设计了一种如图所示的多功能电池,该电池实现了乙烯—电能的联产和N2O的降解。下列说法正确的是(　　)
A.催化电极1表面发生了氧化反应
B.负极反应式为C2H6-2e- C2H4+2H+
C.反应过程中,电解质溶液中c(H+)不会发生改变
D.每转移1 mol电子同时会生成11.2 L N2
12.亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂,沸点为-5.5 ℃,遇水易分解,实验室可用NO与Cl2反应制备,装置如图所示(夹持装置略去)。下列说法正确的是(　　)
A.试剂X为浓硝酸
B.实验时应同时打开K1、K2、K3,让生成的NO和Cl2在三颈烧瓶中反应
C.虚线框中按气流方向可分别连接盛有浓硫酸和饱和食盐水的洗气瓶
D.冰盐水的作用是冷凝收集ClNO,防止其汽化
13.常温下,乙烷分子中的两个甲基可以绕C—C键自由旋转,理论上乙烷分子可以有多种构象,其中两种构象的能量关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.a分子比b分子稳定
B.乙烷分子所有原子不在同一平面上
C.乙烷在光照条件下能与氯气发生反应生成多种有机物
D.1个a分子完全转化为b分子需要吸收12.6 kJ能量
14.在酸性二甲醚燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电。其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.电池工作时,C电极为电池的正极,发生还原反应
B.Pt电极的电极反应式为CH3OCH3-12e-+12OH- 2CO2+9H2O
C.若想将NO完全转化为HNO3,NO与O2的物质的量之比为4∶3
D.若电池工作时,当消耗23 g二甲醚时,有6 mol H+通过质子交换膜
15.处理某酸浸液(主要含Li+、Fe2+、Cu2+、Al3+)的部分流程如下:
下列说法正确的是(　　)
A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式:2Fe+3Cu2+ 3Cu+2Fe3+
B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,Al(OH)3沉淀越完全
C.“氧化”过程中铁元素化合价降低
D.“沉锂”过程利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(12分)(1)某城市对大气进行监测,该市的空气质量报告如下表:
PM2.5 91 μg/m3 PM10 166 μg/m3
SO2 23 μg/m3 NO2 78 μg/m3
CO 1 μg/m3 O3 41 μg/m3
该空气质量报告中的首要污染物为　　　　。
(2)煤炭燃烧造成的环境污染之一是形成硝酸型酸雨。
①氮元素在元素周期表中的位置是　　　　　　　　　　,酸雨的pH　　　　(填“>”“<”或“=”)5.6。
②煤燃烧产生的废气中的NO可以转化为硝酸,其过程一般分两步:
第一步为2NO+O22NO2;第二步为　　　　　　　　　　。
(3)CO、SO2和NOx等空气污染物来源之一为汽车尾气。三元催化器可将汽车尾气中的CO和NOx进行净化处理,该过程中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
(4)硝酸工业废气中有氮氧化物(NOx),在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和N。已知酸性NaClO溶液的初始pH越小,硝酸尾气中NO转化率越高,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。
17.(14分)硫氰化钾(KSCN)是一种用途广泛的化学药品。某实验小组模拟工业制备硫氰化钾的方法,设计实验如图。
已知:①CS2是密度比水大且不溶于水的液体,NH3不溶于CS2。
②一定条件下发生反应:3NH3+CS2 NH4SCN+NH4HS,生成物中NH4HS的热稳定性较差。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是　　　　　,其中盛装的药品名称为　　　　　。
(2)装置B中的三颈烧瓶左侧导管口必须插入CS2中,其目的是使反应更充分且　　　　　。
(3)当装置B中出现　　　　　　　　现象时,说明CS2已完全反应。关闭K1,移开水浴,将装置B继续加热至105 ℃一段时间,再打开K2,打开K2前加热的目的是　　　　　　。打开K2后继续保持温度为105 ℃,缓慢滴入稍过量KOH溶液,制得KSCN溶液,发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。
(4)装置C的作用是吸收尾气,防止污染空气,则吸收NH3时发生反应的离子方程式为　　　　　　　　(已知K2Cr2O7被还原为Cr3+)。
18.(15分)生物质能是可再生能源的重要组成部分。高效开发利用生物质能,对解决能源、生态环境问题将起到十分积极的作用。回答下列问题:
(1)如图为从生物质杨树皮中提取的一种有机物,可用于解热。
该有机物的分子式为　　　　,分子中含有的官能团名称为　　　　。
(2)淀粉和纤维素都是重要的生物质。以淀粉为原料制备部分化工产品的转化关系如图所示(部分反应条件已略去)。
①淀粉(C6H10O5)n与纤维素(C6H10O5)n　　　　(填“是”或“不是”)同分异构体。
②D为环状化合物,写出加热条件下,CH2CH2生成D的化学方程式:　　　　　　　　　。
③E是醇类,62 g E与足量Na反应生成22.4 L(标准状况下)H2,则E的结构简式为　　　　　　(一个碳原子上连接两个羟基不稳定)。
④CH2CH2生成F的反应类型为　　　　。
⑤A+BC反应的实验装置如图所示,反应结束后,将试管中收集到的产品倒入　　　　(填仪器名称)中,静置、分层,然后分离出C,图中M为　　　　(填试剂名称),写出符合以下条件的C的同分异构体的结构简式:　　　　　　　。
ⅰ.能与NaHCO3溶液反应生成CO2;
ⅱ.有一条支链。
19.(14分)近年来,我国化工技术获得重大突破,利用合成气(主要成分为CO2和H2等)在催化剂的作用下合成甲醇(CH3OH)是其中的一个研究项目,该研究发生的主要反应之一为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。回答下列问题:
(1)在一定条件下的密闭容器中发生该反应,下列情况不能说明该反应一定达到平衡状态的是　　　　(填字母)。
A.v正(CO2)=3v逆(H2)
B.CH3OH的含量保持不变
C.CO2和H2的浓度不再发生改变
D.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol CH3OH
(2)若在容积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2进行反应,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
①3 min时,正反应速率　　　　逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
②3~9 min,CO2的平均反应速率v(CO2)=　　　　mol·L-1· min-1(保留两位有效数字)。
③12 min时,v正(CH3OH)　　　　v逆(H2)(填“>”“<”或“=”)。
(3)甲醇可直接应用于燃料电池,其工作原理如图所示(H+交换膜允许H+和水通过):
①外电路中电子的移动方向是　　　　　(填“a→b”或“b→a”)。
②a电极的电极反应式为　　　　　　　　　。
③若燃料电池消耗32 g CH3OH,则理论上需要的氧气在标准状况下的体积为　　　　　。
答案与解析
1.A　由题图可知,沼气可由动、植物废弃物在发酵池中产生,则沼气属于可再生能源,沼气的主要成分是CH4,A错误。
2.B　浓氨水挥发出的NH3可与浓盐酸挥发出的HCl反应生成NH4Cl固体(白烟),A正确;SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为SO2具有还原性,B错误;酸性重铬酸钾溶液具有强氧化性,可与乙醇发生氧化还原反应,重铬酸钾溶液颜色发生明显变化,该过程中体现了乙醇的还原性,C正确;乙酸与碳酸钠反应生成CO2,证明乙酸酸性强于碳酸,D正确。
3.C　由题图中氢化物中核心元素的化合价可知,左侧为氮及其部分化合物的价—类二维图,右侧为硫及其部分化合物的价—类二维图,则a为硫化氢、b为硫、c为二氧化硫、d为三氧化硫、e为硫酸、f为硫酸盐、g为氨气、h为氮气、i为一氧化氮、j为二氧化氮或四氧化二氮、k为硝酸、l为铵盐,A、D正确;a→b→c→d→e的转化过程为H2S→S→SO2→SO3→H2SO4,由硫及其化合物的性质可知,转化过程均能一步实现,B正确;一氧化氮、二氧化氮或四氧化二氮均不属于酸性氧化物,C错误。
4.A　由题图可知该过程中断开C—H键、O—H键、O—O键,A错误;形成新的化学键需要放出热量,故形成C—O键放出热量,B正确;由题图可知总反应的化学方程式为CH4+H2O2 CH3OH+H2O,C正确;石墨烯负载Pd/Zr为催化剂,可加快该反应的反应速率,D正确。
5.B　由题图可知,有催化剂时,HI为该反应的中间产物,A正确;该反应为可逆反应,使用催化剂也不能使CH3CHO完全转化,B错误;根据题图可知,每生成1 mol CH4(g)需吸收7 kJ的能量,故每生成2 mol CH4(g)需吸收14 kJ的能量,C正确;由题图可知,催化剂I2(g)参与了反应历程,D正确。
6.D　向稀硝酸中加入过量铁粉,反应的离子方程式应为3Fe+8H++2N 3Fe2++2NO↑+4H2O,A错误;酯化反应中,水中的氧应来自羧酸而非醇,化学方程式应为C17H35COOH+C2OH C17H35CO18OC2H5+H2O,B错误;向FeSO4溶液中滴加H2O2溶液,溶液由浅绿色变成黄色,离子方程式应为2Fe2++2H++H2O2 2Fe3++2H2O,C错误;S2与H+反应生成S、SO2和H2O,离子方程式为S2+2H+ S↓+SO2↑+H2O,D正确。
7.D　将铜丝伸入浓硝酸中发生反应Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,然后将铜丝抽离浓硝酸,挤压注射器2活塞使水进入仪器a,水与NO2反应,充分反应后挤压注射器1活塞,使氧气进入仪器a。常温下,铁遇浓硝酸会钝化,A错误;NO2与水反应生成HNO3和NO,仪器a和气球中不能充满液体,B错误;挤压注射器1活塞,NO、O2和H2O反应生成HNO3:4NO+3O2+2H2O 4HNO3,C错误;若有0.064 g Cu发生反应,则失去×2=0.002 mol电子,0.002 mol电子最终被O2得到,则需要消耗=5×10-4 mol O2,D正确。
8.C　0~20 min内,CH4的物质的量减少0.25 mol,根据题给化学方程式可知,NO2减少0.5 mol,NO2的浓度变化为=0.25 mol·L-1,则NO2的反应速率为=0.012 5 mol·L-1· min-1,A错误;由实验数据可知,40 min和50 min时CH4的物质的量均为0.10 mol,说明该反应在40 min时已达平衡状态,B错误;升高温度或者增大反应物浓度,均能增大正反应速率,C正确;该反应是可逆反应,加入合适的催化剂,只能增大反应速率,不能实现反应物的完全转化,D错误。
9.C　根据a的结构可知其分子式为C12H20O3,A错误;有机物a和b中的官能团均为羟基、酯基、碳碳双键,官能团种类相同,B错误;有机物a和b均含酯基,都能在碱性条件下发生水解反应,C正确;1 mol有机物b含2 mol碳碳双键,最多能与2 mol Br2发生加成反应,D错误。
10.B　根据反应NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)可知,产物中n(NH3)∶n(CO2)=2∶1,则曲线Ⅰ表示NH3的物质的量随时间的变化,曲线Ⅱ表示CO2的物质的量随时间的变化,A错误;5 min后NH3的物质的量继续增大,说明反应向正反应方向移动,未达到平衡状态,此时生成NH3的速率大于消耗NH3的速率,B正确;15 min时,反应达到平衡状态,v(正)=v(逆)≠0,C错误;根据反应方程式可知,在整个反应的任何阶段都有n(NH3)∶n(CO2)=2∶1,所以当NH3与CO2的物质的量之比为2∶1时,无法确定该反应是否达到平衡,D错误。
11.B　由O→,氮元素化合价降低,则催化电极1为正极,其表面发生还原反应,电极反应式为N2O+2e-+2H+ N2+H2O,A错误;催化电极2为负极,电极反应式为C2H6-2e- C2H4+2H+,B正确;总反应为N2O+C2H6 C2H4+N2+H2O,生成了水,电解质溶液中c(H+)减小,C错误;未指明气体所处状况,不能计算氮气体积,D错误。
12.D　左边U形管用于制备NO,X为稀硝酸,发生反应3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,A错误;实验时应先打开K2和K3,通入Cl2一段时间排尽三颈烧瓶中的空气后再打开K1通入NO进行反应,B错误;MnO2与浓盐酸反应制备Cl2,制得的Cl2中含HCl、水蒸气,应先通过饱和食盐水除去氯化氢,再通过浓硫酸干燥Cl2,C错误;由于亚硝酰氯沸点为-5.5 ℃,冰盐水的温度为-6 ℃,则冰盐水的作用是冷凝收集ClNO,防止其汽化,D正确。
13.D　a分子能量更低,更稳定,A正确;甲烷为正四面体结构,乙烷可视为CH4中的一个H被甲基取代,分子中所有原子不在同一平面上,B正确;乙烷在光照条件下能与氯气发生反应生成多种有机物,如CH3CH2Cl、CH3CHCl2、CH3CCl3等,C正确;1 mol a分子完全转化为1 mol b分子需要吸收12.6 kJ能量,D错误。
14.B　C电极上硝酸得到电子被还原为NO,C电极为正极,发生还原反应,A正确;在酸性二甲醚燃料电池中加入硝酸,二甲醚失去电子被氧化为二氧化碳,则Pt电极(负极)的电极反应式为CH3OCH3-12e-+3H2O 2CO2+12H+,B错误;根据题图可知,正极区的总反应为4NO+2H2O+3O2 4HNO3,则将NO完全转化为HNO3,NO与O2的物质的量之比为4∶3,C正确;根据负极电极反应式可知,消耗23 g(0.5 mol)二甲醚,电路中转移6 mol电子,负极生成的6 mol H+通过质子交换膜移向正极,D正确。
15.D　“沉铜”过程中发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+ Fe2++Cu,A项错误;Al(OH)3是两性氢氧化物,会与过量的NaOH反应生成Na[Al(OH)4],B项错误;“氧化”过程中,Fe2+被H2O2氧化为Fe3+,进而生成Fe(OH)3沉淀,铁元素化合价升高,C项错误;加入Na2CO3引入高浓度的C,使溶液中的Li+与之结合形成Li2CO3沉淀,利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质,D项正确。
16.答案　(每空2分)
(1)PM10
(2)①第二周期第ⅤA族　<　②3NO2+H2O2HNO3+NO
(3)2xCO+2NOx2xCO2+N2
(4)溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
解析　(1)由题表中的数据可知,PM10的含量最多,该空气质量报告中的首要污染物为PM10。
(2)①氮元素在元素周期表中的位置为第二周期第ⅤA族,酸雨的pH<5.6;②煤燃烧产生的废气中的NO可以转化为硝酸,其过程一般分两步,第一步为2NO+O22NO2,第二步为NO2和水反应生成硝酸和NO,化学方程式为3NO2+H2O2HNO3+NO。
(3)三元催化器可将汽车尾气中的CO和NOx进行净化处理,转化为CO2和N2,化学方程式为2xCO+2NOx2xCO2+N2。
(4)HClO是弱酸,在水溶液中不能完全电离,在酸性NaClO溶液中,溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强。
17.答案　(每空2分)
(1)球形干燥管　碱石灰
(2)防倒吸
(3)液体不再分层　除去生成物中的NH4HS　NH4SCN+KOH KSCN+NH3↑+H2O
(4)2NH3+Cr2+8H+ 2Cr3++N2+7H2O
解析　(1)仪器a的名称为球形干燥管,作用是干燥NH3,则其中盛装的药品为碱石灰。
(2)NH3极易溶于水,三颈烧瓶左侧导管口必须插入CS2中,其目的除使NH3与CS2反应更充分外,还有防倒吸的作用。
(3)CS2是密度比水大且不溶于水的液体,反应前三颈烧瓶中液体会出现分层,随着NH3进入与CS2反应,CS2不断被消耗,当CS2完全反应后,溶液中只存在可溶于水的NH4SCN和NH4HS,液体不再分层,所以当装置B中出现液体不再分层现象时,说明CS2已完全反应。关闭K1,移开水浴,将装置B继续加热至105 ℃一段时间,再打开K2,打开K2前加热的目的是利用NH4HS的热稳定性较差的性质,使NH4HS分解除去。打开K2后继续保持温度为105 ℃,缓慢滴入稍过量KOH溶液,制得KSCN溶液,发生反应的化学方程式为NH4SCN+KOH KSCN+NH3↑+H2O。
(4)装置C中酸性K2Cr2O7溶液的作用是吸收尾气中的NH3,K2Cr2O7被还原为Cr3+,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可得离子方程式为2NH3+Cr2+8H+ 2Cr3++N2+7H2O。
18.答案　(除标注外,每空2分)
(1)C9H8O4　羧基、酯基
(2)①不是(1分)　②2CH2CH2+O2 2　
③HOCH2CH2OH　④加成反应(1分)　⑤分液漏斗(1分)　饱和碳酸钠溶液　
解析　(1)根据题给有机物的结构可知,该有机物的分子式为C9H8O4,官能团的名称是羧基、酯基。
(2)①淀粉和纤维素的分子组成均能用(C6H10O5)n表示,但由于n值不同,淀粉与纤维素的分子式不相同,二者不互为同分异构体。
②淀粉水解为葡萄糖(C6H12O6),葡萄糖经过酒化酶催化分解生成的A为CH3CH2OH,根据C的分子式及A+B C的反应条件,结合B的分子式可知,CH3CH2OH氧化生成的B为CH3COOH,A(CH3CH2OH)和B(CH3COOH)在浓硫酸作用下加热制得的C为CH3COOCH2CH3;CH2CH2在Ag催化作用下加热与O2反应生成的D为环状化合物,结合D的分子式可推断D的结构简式为,则CH2CH2生成D的化学方程式为2CH2CH2+O2 2。
③E是醇类,其分子式为C2H6O2,62 g E即1 mol E与足量Na反应生成22.4 L(标准状况下)H2,说明E中含有2个羟基,且一个碳原子上连接两个羟基不稳定,则E的结构简式为HOCH2CH2OH。
④CH2CH2与HCl在一定条件下发生加成反应生成的F为CH3CH2Cl,化学方程式为CH2CH2+HCl CH3CH2Cl。
⑤A(CH3CH2OH)和B(CH3COOH)在浓硫酸作用下加热制得的C为CH3COOCH2CH3,反应结束后,将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中,静置、分层,然后分离出CH3COOCH2CH3,题图中M为饱和Na2CO3溶液,其作用是溶解乙醇、消耗乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度。C(CH3COOCH2CH3)的同分异构体满足能与NaHCO3溶液反应生成CO2,说明含有羧基,有一条支链,则该同分异构体的结构简式为。
19.答案　(每空2分)
(1)AD　
(2)①>　②0.042　③<　
(3)①b→a　②O2+4e-+4H+ 2H2O　③33.6 L
解析　(1)对于反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),当3v正(CO2)=v逆(H2)时反应达到平衡状态,则v正(CO2)=3v逆(H2)说明正、逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态,A符合题意;CH3OH的含量保持不变,说明CH3OH的生成速率和消耗速率相等,反应达到平衡状态,B不符合题意;CO2和H2的浓度不再发生改变,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,C不符合题意;无论反应是否达到平衡状态,都存在单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol CH3OH,D符合题意。
(2)①从CO2和CH3OH的浓度随时间的变化可知,在3 min后CO2的浓度还在继续减小,CH3OH的浓度还在继续增大,说明反应向正反应方向移动,此时正反应速率大于逆反应速率,即v正>v逆。②根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,3~9 min,CO2的平均反应速率v(CO2)=v(CH3OH)=≈0.042 mol·L-1·min-1。
③由题图可知,12 min时反应达到平衡状态,此时正反应速率等于逆反应速率,结合化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,v正(CH3OH)∶v逆(H2)=1∶3,故v正(CH3OH)(3)①在甲醇燃料电池中,甲醇发生氧化反应,氧气发生还原反应。通入甲醇的一极为负极(b电极),通入氧气的一极为正极(a电极)。外电路中电子由负极流向正极,则外电路中电子的移动方向是b→a。②a电极为正极,在酸性电解质环境下,氧气得电子与氢离子反应生成水,电极反应式为O2+4e-+4H+ 2H2O。③甲醇燃料电池的总反应方程式为2CH3OH+3O2 2CO2+4H2O,32 g CH3OH的物质的量为1 mol,由总反应可知2 mol CH3OH反应消耗3 mol O2,则该燃料电池消耗1 mol CH3OH理论上需要1.5 mol氧气,在标准状况下的体积为33.6 L。
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