知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

采用\(\rm{N_{2}O_{5}}\)为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：
\(\rm{(1)1840}\)年\(\rm{Devil}\)用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到\(\rm{N_{2}O_{5}}\)，该反应氧化产物是一种气体，其分子式为 ______
\(\rm{(2)F.Daniels}\)等曾利用测压法在刚性反应器中研究了\(\rm{25℃}\)时\(\rm{N_{2}O_{5}(g)}\)分解反应：

其中\(\rm{NO_{2}}\)二聚为\(\rm{N_{2}O_{4}}\)的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强\(\rm{ρ}\)随时间\(\rm{t}\)的变化如下表所示\(\rm{(t=∞}\)时，\(\rm{N_{2}O_{5}(g)}\)完全分解\(\rm{)}\)：

\(\rm{t/min}\)	\(\rm{0}\)	\(\rm{40}\)	\(\rm{80}\)	\(\rm{160}\)	\(\rm{260}\)	\(\rm{1300}\)	\(\rm{1700}\)	\(\rm{∞}\)
\(\rm{ρ/kPa}\)	\(\rm{35.8}\)	\(\rm{40.3}\)	\(\rm{42.5}\)	\(\rm{45.9}\)	\(\rm{49.2}\)	\(\rm{61.2}\)	\(\rm{62.3}\)	\(\rm{63.1}\)

\(\rm{①}\)已知：\(\rm{2N_{2}O_{5}(g)=2N_{2}O_{4}(g)+O_{2}(g)\triangle H_{1}=-4.4kJ⋅mol^{-1}}\)
\(\rm{2NO_{2}(g)=N_{2}O_{4}(g)\triangle H_{2}=-55.3kJ⋅mol^{-1}}\)
则反应\(\rm{N_{2}O_{5}(g)=2NO_{2}(g)+ \dfrac {1}{2}O_{2}(g)}\)的\(\rm{\triangle H=}\) ______ \(\rm{kJ⋅mol^{-1}}\)
\(\rm{②}\)研究表明，\(\rm{N_{2}O_{5}(g)}\)分解的反应速率\(\rm{v=2×10^{-3}×ρ_{N2O5}(kPa⋅min^{-1})⋅t=62min}\)时，测得体系中\(\rm{P_{02}=2.9kPa}\)，则此时的\(\rm{ρ_{N2O5}=}\) ______ \(\rm{kPa}\)，\(\rm{v=}\) ______ \(\rm{kPa⋅min^{-1}}\)。
\(\rm{③}\)若提高反应温度至\(\rm{35℃}\)，则\(\rm{N_{2}O_{5}(g)}\)完全分解后体系压强\(\rm{P_{∞}(35℃)}\) ______ \(\rm{63.1kPa(}\)填“大于”“等于”或“小于”\(\rm{)}\)，原因是 ______
\(\rm{④25℃}\)时\(\rm{N_{2}O_{4}(g)⇌2NO_{2}(g)}\)反应的平衡常数\(\rm{K_{P}=}\) ______ \(\rm{kPa(K_{p}}\)为以分压表示的平衡常数，计算结果保留\(\rm{1}\)位小数\(\rm{)}\)。
\(\rm{(3)}\)对于反应\(\rm{2N_{2}O_{5}(g)→4NO_{2}(g)+O_{2}(g)}\)，\(\rm{R.A.Ogg}\)提出如下反应历程：
第一步：\(\rm{N_{2}O_{5}⇌NO_{2}+NO_{3}}\)      快速平衡
第二步\(\rm{NO_{2}+NO_{3}→NO+NO_{2}+O_{2}}\)      慢反应
第三步\(\rm{NO+NO_{3}→2NO_{2}}\)                 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是 ______ \(\rm{(}\)填标号\(\rm{)}\)
A.\(\rm{v(}\)第一步的逆反应\(\rm{) > v(}\)第二步反应\(\rm{)}\)
B.反应的中间产物只有\(\rm{NO_{3}}\)
C.第二步中\(\rm{NO_{2}}\)与\(\rm{NO_{3}}\)的碰撞仅部分有效
D.第三步反应活化能较高

难度：难

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2．

\(\rm{Mn_{3}O_{4}}\)是生产软磁铁氧体材料的主要原料。以硫酸工业的尾气联合制备化肥\(\rm{X}\)和\(\rm{Mn_{3}O_{4}}\)的工艺流程如下：

    请回答下列问题：

    \(\rm{(1)}\)几种盐的溶解度见图甲。化肥\(\rm{X}\)的化学式为__________；为获得固体\(\rm{X}\)，加入\(\rm{KCl}\)溶液后需对混合溶液进行蒸发浓缩，当析出大量晶体后，应__________\(\rm{(}\)填操作名称\(\rm{)}\)，再洗涤、干燥晶体。

    \(\rm{(2)}\)检验\(\rm{X}\)样品是否含有氯化物杂质的实验操作是____________________________。

    \(\rm{(3)}\)图乙是隔绝空气条件煅烧\(\rm{MnSO_{4}·H_{2}O}\)时剩余固体质量与温度的变化曲线，请写出\(\rm{A→B}\)的化学方程式：________________________________________。

    \(\rm{(4)}\)为了测定产品中\(\rm{Mn_{3}O_{4}}\)的纯度，取\(\rm{2.500 g}\)样品与浓盐酸共热\(\rm{(}\)杂质不与盐酸反应\(\rm{)}\)，将产生的气体通入足量淀粉碘化钾溶液中，稀释至\(\rm{250 mL}\)，从中取\(\rm{25.00 mL}\)用\(\rm{0.1000 mol·L^{-1} Na_{2}S_{2}O_{3}}\)标准溶液滴定至终点时，消耗\(\rm{20.00 mL}\)标准溶液\(\rm{(2Na_{2}S_{2}O_{3}+I_{2}═══2NaI+}\)\(\rm{Na}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{S}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{6}}\)\(\rm{)}\)。

    \(\rm{①}\)样品与浓盐酸发生反应的离子方程式为___________________________________。

\(\rm{②}\)该样品的纯度为__________。

难度：难

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3．
\(\rm{(1)}\)已知\(\rm{1molSO_{2}(g)}\)生成\(\rm{1molSO_{3}(g)}\)的能量变化如图，回答下列问题：

\(\rm{①}\) 反应物的总能量 ______\(\rm{ (}\)填“大于”“小于或“等于”，下同\(\rm{)}\)生成物的总能量，反应物的总键能_______生成物的总键能。
\(\rm{② 2SO_{2}(g)+ O_{2}(g)= 2SO_{3}(g) ∆H=}\)_______________\(\rm{ (}\)用含“\(\rm{E_{1}}\)”、“\(\rm{E_{2}}\)” 或 “\(\rm{E_{3}}\)” 的代数式表示\(\rm{)}\)
\(\rm{(2)}\)把煤作为燃料可通过下列两种途径：

途径\(\rm{I}\)：\(\rm{C(s) +O_{2} (g) ═CO_{2}(g) \triangle H_{1} < 0 ①}\)

途径\(\rm{II}\)：先制成水煤气：\(\rm{C(s) +H_{2}O(g) = CO(g)+H_{2}(g) \triangle H_{2} > 0 ②}\)

再燃烧水煤气：\(\rm{2 CO(g)+O_{2} (g) = 2CO_{2}(g) \triangle H_{3} < 0 ③}\)

\(\rm{2H_{2}(g)+O_{2} (g) = 2H_{2}O(g) \triangle H_{4} < 0}\) \(\rm{④}\)

请回答：途径\(\rm{I}\)放出的热量________\(\rm{(}\) 填“大于”“等于”或“小于”\(\rm{)}\) 途径\(\rm{II}\)放出的热量。

\(\rm{(3)}\)已知： \(\rm{CH_{4}(g)+H_{2}O(g)=CO(g)+3H_{2}(g) \triangle H=+206.2kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{CH_{4}(g)+CO_{2}(g)=2CO(g)+2H_{2}(g) \triangle H=+247.4 kJ·mol^{-1}}\)

则\(\rm{CH_{4}(g)}\)与\(\rm{H_{2}O(g)}\)反应生成\(\rm{CO_{2}(g)}\)和\(\rm{H_{2}(g)}\)的热化学方程式为________________________________________________________。

\(\rm{(4)}\)如图表示甲烷和氧气反应过程中的能量变化，若一定量的\(\rm{CH_{4}}\)与\(\rm{O_{2}}\) 发生上述反应时的能量变化为\(\rm{200kJ}\)，则生成\(\rm{C=O}\)键的物质的量为___________。

难度：难

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4．
根据化学反应与能量转化的相关知识，试回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)已知：金刚石\(\rm{→}\)石墨，石墨比较稳定，下图能正确表示该反应中能量变化的是________\(\rm{(}\)填字母\(\rm{)}\)。

\(\rm{(2)}\) 已知：\(\rm{N_{2}H_{4}}\)是一种高效清洁的火箭燃料。\(\rm{0.25 mol N_{2}H_{4}(g)}\)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出\(\rm{133.5 kJ}\)热量。则\(\rm{N_{2}H_{4}}\)燃烧的热化学方程式是_____

\(\rm{(3)}\)已知：氢氧燃料电池的总反应方程式为\(\rm{2H_{2}+O_{2}═══2H_{2}O}\)。在碱性条件下，负极的电极反应式为__________。电路中每转移\(\rm{0.4 mol}\)电子，标准状况下消耗\(\rm{H_{2}}\)的体积是________\(\rm{L}\)。

\(\rm{(4)}\)若将反应\(\rm{2Fe^{3+}+Cu═Cu^{2+}+2Fe^{2+}}\)设计成原电池，其正极反应式为___________；

难度：难

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5．

下列有关热化学方程式书写及对应表述均正确的是( )

A．密闭容器中，\(\rm{9.6 g}\)硫粉与\(\rm{11.2 g}\)铁粉混合加热生成硫化亚铁\(\rm{17.6 g}\)时，放出\(\rm{19.12 kJ}\)热量。则\(\rm{Fe(s)+S(s)═FeS(s)}\)　\(\rm{ΔH=-95.6 kJ·mol^{-1}}\)

B．稀醋酸与\(\rm{0.1 mol·L^{-1} NaOH}\)溶液反应：\(\rm{H^{+}(aq)+OH^{-}(aq)═H_{2}O(l)}\)　\(\rm{ΔH=-57.3 kJ·mol}\)\(\rm{{\,\!}^{-1}}\)

C．已知氢气的燃烧热为\(\rm{285.6 kJ·mol^{-1}}\)，则水分解的热化学方程式为：\(\rm{2H_{2}O(l)═2H_{2}(g)+O_{2}(g)}\)　\(\rm{ΔH=+285.6 kJ·mol^{-1}}\)

D．已知\(\rm{2C(s)+O_{2}(g)═2CO(g)}\)　\(\rm{ΔH=-221 kJ·mol^{-1}}\)，则可知\(\rm{C}\)的燃烧热\(\rm{ΔH=-110.5 kJ·mol}\)\(\rm{{\,\!}^{-1}}\)

难度：难

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6．

在\(\rm{25℃}\)、\(\rm{1.01×{10}^{5}Pa }\)下，将\(\rm{22gC{O}_{2} }\)通入到\(\rm{750mL1.0mol⋅{L}^{−1} }\)的\(\rm{NaOH }\)溶液中充分反应，放出\(\rm{xkJ }\)的热量。在该条件下\(\rm{1molC{O}_{2} }\)通入到\(\rm{2L1.0mol⋅{L}^{−1} }\)的\(\rm{NaOH }\)溶液中充分反应，放出\(\rm{ykJ }\)热量，则\(\rm{C{O}_{2} }\)与\(\rm{NaOH }\)反应生成\(\rm{NaHC{O}_{3} }\)的热化学方程式为\(\rm{(}\) \(\rm{)}\)

A．\(\rm{C{O}_{2}(g)+NaOH(aq)=NaHC{O}_{3}(aq) }\) \(\rm{ΔH=−(2y−x)kJ⋅mo{l}^{−1} }\)

B．\(\rm{C{O}_{2}(g)+NaOH(aq)=NaHC{O}_{3}(aq) }\) \(\rm{ΔH=−(4x−y)kJ⋅mo{l}^{−1} }\)

C．\(\rm{C{O}_{2}(g)+NaOH(aq)=NaHC{O}_{3}(aq) }\) \(\rm{ΔH=−(2x−y)kJ⋅mo{l}^{−1} }\)

D．\(\rm{C{O}_{2}(g)+NaOH(aq)=NaHC{O}_{3}(aq) }\) \(\rm{ΔH=−(8x−2y)kJ⋅mo{l}^{−1} }\)

难度：难

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7．
在火箭推进器中装有强还原剂肼\(\rm{(N_{2}H_{4})}\)和强氧化剂\(\rm{(H_{2}O_{2})}\)，当它们混合时，即产生大量的\(\rm{N_{2}}\)和水蒸气，并放出大量热。已知\(\rm{0.4mol}\)液态肼和足量\(\rm{H_{2}O_{2}}\)反应，生成氮气和水蒸气，放出\(\rm{256.65kJ}\)的热量。

\(\rm{(1)}\)写出该反应的热化学方程式__________________________________________。

\(\rm{(2)}\)已知\(\rm{H_{2}O(l)════H_{2}O(g)}\)；\(\rm{\triangle H=+44kJ·mol^{-1}}\)，则\(\rm{16 g}\)液态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是________\(\rm{kJ}\)。

\(\rm{(3)}\)上述反应应用于火箭推进剂，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是________________________。

\(\rm{(4)}\)已知\(\rm{N_{2}(g)+2O_{2}(g)════2 NO_{2}(g)}\)；\(\rm{\triangle H=+67.7 kJ·mol^{-1}}\)， \(\rm{N_{2}H_{4}(g)+O_{2}(g)═══ N_{2}(g)+2H_{2}O (g)}\)；\(\rm{\triangle H=-534 kJ·mol^{-1}}\)，根据盖斯定律写出肼与\(\rm{NO_{2}}\)完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式________________________________________。

\(\rm{(5)}\)常温下拆开 \(\rm{lmol H—H}\)键、\(\rm{lmol N-H}\)键、\(\rm{lmolN≡N}\)键分别需要的能量是\(\rm{436kJ}\)、\(\rm{391kJ}\)、\(\rm{946kJ}\)，则\(\rm{1mol N_{2}}\)生成\(\rm{NH_{3}}\)的反应热为____________________。

难度：难

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8．
近年来甲醇用途日益广泛，越来越引起商家的关注，工业上甲醇的合成途径多种多样。现在实验室中模拟甲醇合成反应，在\(\rm{2 L}\)密闭容器内，\(\rm{400 ℃}\)时发生反应：\(\rm{CO(g)+2H_{2}(g)⇌ CH_{3}OH(g)}\)，体系中甲醇的物质的量\(\rm{n(CH_{3}OH)}\)随时间的变化如表：

时间\(\rm{(s)}\)

\(\rm{0}\)

\(\rm{1}\)

\(\rm{2}\)

\(\rm{3}\)

\(\rm{5}\)

\(\rm{n(CH_{3}OH) (mol)}\)

\(\rm{0}\)

\(\rm{0.009}\)

\(\rm{0.012}\)

\(\rm{0.013}\)

\(\rm{0.013}\)

\(\rm{(1)}\)图中表示\(\rm{CH_{3}OH}\)的浓度变化的曲线是________\(\rm{(}\)填字母\(\rm{)}\)。

\(\rm{(2)}\)用\(\rm{H_{2}}\)表示从\(\rm{0～2s}\)内该反应的平均速率\(\rm{v(H_{2}) =}\)_________。
\(\rm{(3)}\)能说明该反应已达到平衡状态的是_______。
\(\rm{a.}\)容器内\(\rm{CO}\)与\(\rm{CH}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{OH}\)的物质的量之比不变
\(\rm{b.}\)容器内气体的压强不变
\(\rm{c.}\)各物质的物质的量之比等于方程式中的计量数之比

\(\rm{d. v}\)\(\rm{{\,\!}_{逆}}\)\(\rm{(CO) = v}\)\(\rm{{\,\!}_{正}}\)\(\rm{(H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{)}\)

\(\rm{(4)}\)该反应中破坏\(\rm{1mol CO}\)和\(\rm{2mol H_{2}}\)的化学键吸收的能量小于形成\(\rm{1mol CH_{3}OH}\)中的化学键释放的能量，反应物的总能量       \(\rm{(}\)大于、小于\(\rm{)}\)产物的总能量。

\(\rm{(5)}\)已知在\(\rm{400 ℃}\)时，反应\(\rm{CO(g)+2H_{2}(g)⇌ CH_{3}OH(g)}\)达到平衡时放出\(\rm{1.508 kJ}\)的热量，写出上述反应的热化学方程式：__________________________。

难度：难

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9．
光气\(\rm{({COC}l_{2})}\)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下\(\rm{CO}\)与\(\rm{Cl_{2}}\)在活性炭催化下合成。
\(\rm{(1)}\)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为 ________________________。
\(\rm{\ (2)}\)工业上利用天然气\(\rm{(}\)主要成分为\(\rm{CH_{4})}\)与\(\rm{CO_{2}}\)进行高温重整制备\(\rm{CO}\)，已知\(\rm{CH_{4}}\)、\(\rm{H_{2}}\)和\(\rm{CO}\)的燃烧热\(\rm{(∆ H)}\)分别为\(\rm{{-}890{.}3{kJ}{·}{mo}l^{{-}1}}\)、\(\rm{{-}285{.}8{kJ}{·}{mo}l^{{-}1}}\)和\(\rm{{-}283{.}0{kJ}{·}{mo}l^{{-}1}}\)，则生成\(\rm{1m^{3}(}\)标准状况\(\rm{){CO}}\)所需热量为__________；
\(\rm{(3)}\)实验室中可用氯仿\(\rm{({CHC}l_{3})}\)与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为_____________________________________；
\(\rm{(4){COC}l_{2}}\)的分解反应为\(\rm{{COC}l_{2}(g){=}Cl_{2}(g){CO}(g)∆ H{=}108{kJ}{·}{mo}l^{{-}1}}\)。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示\(\rm{(}\)第\(\rm{10min}\)到\(\rm{14min}\)的\(\rm{{COC}l_{2}}\)浓度变化曲线未示出\(\rm{)}\)：

\(\rm{{①}}\)计算反应在第\(\rm{8min}\)时的平衡常数 \(\rm{K{=}}\)______；
\(\rm{{②}}\)比较第\(\rm{2min}\)反应温度 \(\rm{T(2)}\)与第\(\rm{8min}\)反应温度 \(\rm{T(8)}\)的高低： \(\rm{T(2)}\)______\(\rm{ T(8)(}\)填“\(\rm{{ < }}\)”“\(\rm{{ > }}\)”或“\(\rm{{=}}\)”\(\rm{)}\)；
\(\rm{{③}}\)若\(\rm{12min}\)时反应于温度 \(\rm{T(8)}\)下重新达到平衡，则此时 \(\rm{c({COC}l_{2}){=}}\)______\(\rm{{mol}{·}L^{{-}1}}\)；
\(\rm{{④}}\)比较产物\(\rm{CO}\)在\(\rm{2{～}3\min}\)、\(\rm{5{～}6\min}\)和\(\rm{12{～}13\min}\)时平均反应速率\(\rm{{[}}\)平均反应速率分别以 \(\rm{v(2{～}3)}\)、 \(\rm{v(5{～}6)}\)、 \(\rm{v(12{～}13)}\)表示\(\rm{{]}}\)的大小______；
\(\rm{{⑤}}\)比较反应物\(\rm{{COC}l_{2}}\)在\(\rm{5{～}6\min}\)和\(\rm{15{～}16\min}\)时平均反应速率的大小：
\(\rm{v(5{～}6)}\)______\(\rm{ v(15{～}16)(}\)填“\(\rm{{ < }}\)”“\(\rm{{ > }}\)”或“\(\rm{{=}}\)”\(\rm{)}\)，原因是_____________________。

难度：难

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10．

氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。

\(\rm{(1)}\)已知：\(\rm{N_{2}(g)+O_{2}(g)=2NO(g) Δ H=+180.5kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{C(s)+O_{2}(g)=CO_{2}(g) Δ H=-393.5 kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{2C(s)+O_{2}(g)=2CO(g) Δ H=-221kJ·mol^{-1}}\)

若某反应的平衡常数表达式为\(\rm{K=\dfrac{{c}({{N}_{2}})\cdot {{{c}}^{{2}}}{(C}{{{O}}_{{2}}}{)}}{{{{c}}^{{2}}}{(}N{O)}\cdot {{{c}}^{{2}}}{(CO)}}}\)，请写出此反应的热化学方程式 ___________________________。

\(\rm{(2)N_{2}O_{5}}\)在一定条件下可发生分解：\(\rm{2N_{2}O_{5}(g)⇌ 4NO_{2}(g)+O_{2(}g)}\)。某温度下测得恒容密闭容器中\(\rm{N_{2}O_{5}}\)的浓度随时间的变化如下表：

\(\rm{t/min}\)	\(\rm{0.00}\)	\(\rm{1.00}\)	\(\rm{2.00}\)	\(\rm{3.00}\)	\(\rm{4.00}\)	\(\rm{5.00}\)
\(\rm{c(N_{2}O_{5})/(mol·L^{-1})}\)	\(\rm{1.00}\)	\(\rm{0.71}\)	\(\rm{0.50}\)	\(\rm{0.35}\)	\(\rm{0.25}\)	\(\rm{0.17}\)

\(\rm{①}\)第\(\rm{2.00～5.00 min}\)内，\(\rm{O_{2}}\)的平均反应速率为_______________。

\(\rm{②}\) 一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量\(\rm{N_{2}O_{5}}\)进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是______________。

\(\rm{a.}\)容器中压强不再变化

\(\rm{b.NO_{2}}\)和\(\rm{O_{2}}\)的体积比保持不变

\(\rm{c.2v_{正}(NO_{2})=v_{逆}(N_{2}O_{5})}\)

\(\rm{(4)}\)将固体氢氧化钠投入\(\rm{0.1mol/LHN_{3}(}\)氢叠氮酸\(\rm{)}\)溶液中，体积为\(\rm{1L(}\)溶液体积变化忽略不计\(\rm{)}\)的溶液\(\rm{pH}\)变化如图所示，\(\rm{HN_{3}}\)的电离平衡常数\(\rm{K=1×10^{-5}}\)，\(\rm{B}\)点时溶液的\(\rm{pH=7}\)，计算\(\rm{B}\)点时，加入氢氧化钠的物质的量为________\(\rm{mol(}\)保留两位有效数字\(\rm{)}\)。

难度：难

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时间\(\rm{(s)}\)	\(\rm{0}\)	\(\rm{1}\)	\(\rm{2}\)	\(\rm{3}\)	\(\rm{5}\)
\(\rm{n(CH_{3}OH) (mol)}\)	\(\rm{0}\)	\(\rm{0.009}\)	\(\rm{0.012}\)	\(\rm{0.013}\)	\(\rm{0.013}\)