2024年高考化学二轮复习大题突破训练

大题突破练(一)化学工艺流程题

1.(2023•辽宁锦州一模)锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌，以某硫化

锌精矿(主要成分是ZnS,还含有少量FeS等其他成分)为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：

含尘烟气侮即硫，废电积液，

始工询*焙砂*［彘卜浸出液*和滤液*慧=锌

1

精矿----J—L2T—1沉积

却士达回收X回收

浸山渣一利用滤渣,利用

回答下列问题：

(1)在该流程中可循环使用的物质是Zn和H2SO4,基态S原子占据最高能级的原子轨道的形状

为,SOf的空间结构为。

(2)“焙烧”过程在氧气气氛的沸腾炉中进行，“焙砂”中铁元素主要以Fe.Q4形式存在，写出“焙烧”过程

中FeS发生主要反应的化学方程式:;“含尘烟气”中

的SO?可用氨水吸收，经循环利用后制取硫酸，用氨水吸收SO2至溶液的pH=5时,所得溶液中的

2，

。［已矢口:Kai(H2so3)=1.4x10々;尤2(H2so3)=6.0X1O-8］

(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉(过量)，所得“滤渣”的成分为(填化学式)，分

离“滤液”与“滤渣”的操作名称为o

(4)改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸(稀硫酸)浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过

程，又可获得一种有工业价值的非金属单质。

①下列设想的加快浸取反应速率的措施中不合理的是(填字母)。

A.将稀硫酸更换为98%的浓硫酸

B.将硫化锌精矿粉碎

C.适当升高温度

②硫化锌精矿的主要成分ZnS遇到硫酸铜溶液可慢慢地转化为铜蓝(CuS):ZnS(s)+Cu2+(aq)=

CuS(s)+Zn2+(aq),该反应的平衡常数K=»［己知:&p(ZnS)=l.6xl(y24,Ksp(CuS)=6.4xlO-

36］

2.(2023•河北名校联盟联考)某软镭矿含镐50%,是重要的镐矿石。其主要成分如表：

软镒矿主要成分杂质

MnO?MgO、FeO、FezCh、AI2O3,SiCh等杂质

某科研团队设计制备高纯度MnC03o反应原理为①MnOz+BaS+EhO—MnO+Ba(OH)2+S;②

MnO+H2sCh—"MnSCU+HzO;③MnSO4+NH4HCC)3+NH3H2。―ElnCChK白色)。工艺流程图如

图。

回答下列问题：

(1)软镒矿与硫化钢反应时，适当提高反应液温度的目的是

(2)“不溶物”中除SiO2外，还有(填化学式)。

(3)工序2中加入H2O2的目的是，使用氨水调溶液的

pH,理论上pH最小值为o(通常认为溶液中离子浓度小于10-5moi时沉淀完

32127

全;Ksp[Fe(OH)3]=10-38.6、Kp[Fe(OH)2]=10"3、^sp|Al(OH)3]=10-\^sp[Mn(OH)2]=10-)

(4)MnF2难溶于水，工序3加入MnF?的目的是除去Mg?+,其反应的离子方程式

为。

(5)碳化过程中发生反应的化学方程式为»

3.(2023•辽宁沈阳二模)重铭酸钾(KzCnCh)在实验室和工业上都有广泛应用。如工业中常将其用于制

铭矶、火柴、电镀、有机合成等。工业上以铝铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2,杂质主要为硅、铁、铝的

氧化物]制备重倍酸钾的工艺流程如下图所示：

Na2cO,H2OCH3COOHCH3COOHKC1

雌矿工,旧工第n

空气滤渣滤渣滤液KzCrQ,

已知:①焙烧时Fe(CrCh)2中的Fe元素转化为NaFeO亚铝的氧化物转化为NaA102«

②矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示，当溶液中可溶性组分浓度

1.0x10-5mol-L1时，可认为己除尽。

0

(

L-1

:2

。-

£

/3

喻-

一4

请回答下列问题：

(1)写出焙烧过程中发生的主要反应的化学方程式:。

(2)水浸滤渣的主要成分是Fe(0H)3,写出生成此滤渣的离子方程式:。

(3)中和步骤中理论pH的范围是，中和后滤渣的主要成分是(填化学

式)。

(4)酸化时加冰醋酸调节pH约等于5,写出酸化过程中反应的离子方程

式:。

(5)工序I经过过滤、洗涤后获得粗产品,则工序n的操作方法是o

(6)可以采用氧化还原滴定法测定产品的纯度，还可以采用分光光度法测定(如。2。7溶液的吸光度与

其浓度成正比),但测得的质量分数明显偏低，分析原因，发现配制K2CnO7待测液时少加了一种试剂,

该试剂可以是(填字母)。

a.硫酸b.氢碘酸

c.硝酸钾d.氢氧化钾

4.(2023•湖南长郡中学二模)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(A1)、

铝(Mo)、银(Ni)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：

NaOH(s)过量C02适量Back溶液

*^BaMoO(s)

沉钥4

过滤浓讷m

■AlAs

已知:该工艺中,pH>6.0时,溶液中Mo元素以MoO亍的形态存在。

⑴“焙烧”中，有Na2Mo。4生成淇中Mo元素的化合价为

（2）“沉铝”中，生成沉淀X的离子方程式为____________________

⑶“沉钥”中,pH为7.0,生成BaMoCU的离子方程式为.

⑷①滤液m中，主要存在的钠盐有NaCI和Y,Y为—.（填化学式）。

②往滤液III中添加适量NaCI固体后，通入足量（填化学式）气体，再通入足量CCh,可

析出Y。

（5）高纯AlAs（碑化铝）可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示,图中所示致密保护膜

为一种氧化物，可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs（碎化钱）反应。

H2O2刻蚀液

光刻掩膜光刻掩膜

——GaAs

A-AIAS

L--GaAs

致密保护膜

——GaAs

rr~AiAs

―GaAs

①该氧化物为。

②已知:Ga和AI同族,As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中,As元素的化合价变为+5价，则

该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

5.（2023•辽宁瓦房店一模）锌电解阳极泥（主要成分为MnO2>PbSCU和ZnO,还有少量钵铅氧化物

Pb2Mn80i6和Ag）是冶锌过程中产生的废渣，一种回收锌电解阳极泥中金属元素锌、镒、铅和银的工

艺如下。回答下列问题：

稀硫酸稀硫酸葡萄鼠MnSO操作，

锌电1一F4MnSO-HO

溶液42

解阳+|酸洗i还原

酸浸

极泥

U滤渣1卜酸浸

含ZnSO”溶铅

溶液co2

Na2cO3

溶液醋酸

滤液

已知:①MnSO#H2O易溶于水,不溶于乙醇。

②在较高温度及酸性催化条件下，葡萄糖能发生如下反应:

HO

(1)请写出Mn原子基态价层电子排布式:o

(2)己知Pb2MnsO16中Pb为+2价,Mn为+2价和+4价，则氧化物中+2价和+4价Mn的个数比

为。

(3)“还原酸浸”过程中主要反应的离子方程式为。

(4)实际镒浸出最适宜的葡萄糖加入量远大于理论加入量，为提高葡萄糖的有效利用率,除充分搅拌外

还可采取的措施为。

(5)整个流程中可循环利用的物质是。获得MnSO4H2O晶体的一系列操作是指蒸发结

晶、趁热过滤、洗涤、干燥，其中洗涤的具体操作是。

(6)加入Na2cCh溶液的目的是将PbSCU转化为PbCO-Na2cCh溶液的最小浓度为

molL」(保留两位小数)。判断沉淀转化能否彻底进行并说明理

由。[已知:20℃时Ksp(PbSCh)=1.6x10-

8,K*p(PbCO3)=7.4x10」4,[.26%1.6]

6.(2023•山西吕梁二模)铳(Sc)是一种重要且价格昂贵的稀土金属，广泛用于航空航天、超导等领域。

从赤泥(含有SC2O3、AI2O3、Fe2O3,TiCh等)中回收铳，同时生产聚合硫酸铁铝的工艺流程如图所示:

硫酸萃取剂溶液

NaOH氨水NH4F

调

JL疑

脱水

妙热

赤一酸萃有机相沉

还原

取

除氨

铳一铳

泥浸®—>PH

我相

聚合硫

酸铁铝

铁粉TiOrxHjO试剂NaHCO,

A溶液

回答下列问题：

(1)写出基态Sc原子的简化电子排布式:。

(2)在酸浸赤泥的后续萃取分离过程中,Fe3+与Sc3+会发生共萃而进入有机相，从而使后续分离难度加

大,经探究温度、硫酸浓度与铁、铳的浸出率及分离系数(铳的浸出率和铁的浸出率比值)关系如下图

所示，则酸浸的最佳浸出温度为℃,最佳硫酸浓度为__________moI-L'o

*Fe浸出率

♦Se浸出率

・分离系数

浸出温度〃C

*Fe浸出率

608

e50♦Se浸出率

<406・分离系数

壬304

影20

102

00246810120

硫酸浓度/(mol•L/)

(3)该工艺条件下，溶液中有关离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:

离子Fe2+Fe3+Al3+rio2+

开始沉淀的pH7.01.93.00.3

完全沉淀的pH9.03.24.72.0

①已知TiO?和硫酸反应生成水溶性的TiCP+,则流程中TiC)2+水解生成TiO2-xH2。的离子方程式

为。

②试剂A常选用H2O2,写出其在生产、生活中可能的用途:(填一条

即可)。

③该工艺流程中引入“还原”与“氧化”这两个步骤的原因是。

(4)含铳元素的微粒与lgc(F)、pH的关系如下图所示，“沉铳”时,溶液的pH=3,c(F)=10"molL'则此

时铳的存在形式为(填化学式)。

(5)“聚合”生成聚合硫酸铁铝AlFe(OH)2(SO4)2时，同时产生气体,该步骤的离子方程式

为。

大题突破练(二)化学实验综合题

1.(2023•江西上饶二模)水合腓(NzHrHzO)具有还原性，利用其可以精炼伯。某同学在实验室制备水合

脱，并模仿工业精炼伯。回答下列问题：

(1)水合耕的制备，实验步骤及装置(夹持及控温装置已省略)如图所示：

-X

_NaClO溶液和

温度计过量NaOH溶液

毕运号尿素水溶液

将NaClO溶液和过量NaOH溶液缓慢滴入尿素［CCXNH?”］水溶液中,控制一定温度，充分反应后，三颈

烧瓶中的溶液经蒸储获得水合朋粗品后，剩余溶液再进一步处理还可获得副产品NaCl和

Na2CO3-10H2Oo

①仪器X的名称为。

②三颈烧瓶中反应的化学方程式为。

③若滴加NaClO溶液的速度较快，会导致水合阴的产率下降，其原因

是。

©NaCl和Na2cO3的溶解度曲线如图，由蒸储后的剩余溶液获得NaCl粗品的操作

是。

8

/Na2c0,

«

建

差

NaCl

0温度/七

(2)水合阴还原精炼法制备铀的流程如下:

N2H4-H2OCl2

粗（NHJPtCle®骂还3溶解卜（NHJPteg氯小淀I

Pt-煨烧一（NHJPtCk

①常温下.(NH/PtCk难溶于水，粗(NHSPtCk中含有大量氯化钺等可溶性的盐，在实验室中预处理

时，需将样品溶解、过滤后洗涤，洗涤沉淀方法是。

②该工序固液比、溶液的酸度(盐酸浓度)、反应时间等对于精炼钳的产率，均有较大的影响。在不同

酸度下达到较高产率所需时间,以及不同固液比在最佳酸度下反应时间与产率关系如图所示：

(6

L

•5

O

E4

S3

G

H2

Q1

0

时间/h

由此可得最佳的反应条件是。

③写出“燃烧”生成Pt、N2、NH3和HC1的化学方程式:

2.(2023•湖北荆州二模)硫胭［CS(NH2)2］是一种白色晶体，熔点180℃,易溶于水和乙醇,受热时部分发

生异构化反应而生成硫鼠化钱，可用于制造药物，也可用作橡胶的硫化促进剂以及金属矿物的浮选剂

等。回答下列问题：

I.硫胭的制备：

已知:将石灰氮(CaCN?)和水的混合物加热至80℃时，通入硫化氢气体反应可生成硫肥溶液和石灰乳,

实验装置如图所示。

ab

饱和;aHS溶液

C

(1)装置B中的试剂X和试剂Y的最佳组合是__________(填字母)。

A.FeS固体+浓硫酸

B.FeS固体+稀硝酸

C.FeS固体+稀盐酸

(2)仪器M的名称为。按(1)中所选试剂组合，按气流从左到右的方向，上述装置的合理连

接顺序为C-(填仪器接口的小写字母)。

(3)装置C中反应温度控制在80℃,温度不宜过高或过低的原因是.

装置C中反应的化学方程式为o

II.硫服的分离及产品含量的测定：

(4)装置C反应后的液体过滤后，将滤液减压蒸发浓缩,之后冷却结晶，离心分离,烘干即可得到产品。

称取mg产品,加水溶解配成500mL溶液，量取25mL于锥形瓶中，滴加一定量的稀硫酸使溶液显酸

性，用cmol-L」KMnC>4标准溶液滴定，滴定至终点时消耗KMnCU标准溶液VmL«

①硫胭［CS(NH2)2］中硫元素的化合价为价。

②滴定时，硫胭转化为CO2、N2、SO亍的离子方程式为»

③样品中硫服的质量分数为(用含“，〃、c、片的式子表示)。

3.(2023・湖南怀化二模)连二亚硫酸钠(Na2s2。4)广泛用于纺织、印染、造纸等行业，因其使用时对织

物的损伤很小，故又称“保险粉

I.Na2s2。4制备

锌粉法是最早应用于工业生产连二亚硫酸钠的方法，其制备原理及装置如下：

浓硫酸

单向阀示意图A

-C

外18%NaOH溶液

f尾气处理

“饱和—温度计

NaHSO,Zn-HzO悬浊液

溶液

A

步骤1：检查装置气密性并加入药品；

步骤2:打开仪器a的活塞，向装置C中通入一段时间SCh,发生反应:Zn+2H2sCh-Z11S2O4+2H2O;

步骤3:打开仪器c的活塞滴加稍过量的NaOH溶液使装置C中溶液的pH处在8.2-10.5之间，发生

反应ZnS2O4+2NaOH===Na2s2C)4+Zn(OH)21；

步骤4:过滤，将滤液经“一系列操作“可获得Na2s2O4。

已知:①Na2s2O4易溶于水，不溶于乙醇，在碱性介质中较稳定。

②Zn(OH)2与A1(OH)3的化学性质相似。

回答下列问题：

(1)仪器d的名称为O

(2)装置B(单向阀)的作用为_________________________________

(3)一系列操作包括盐析、过滤、脱水、洗涤、干燥等操作，其中洗涤所用的试剂为(填字

母)。

A.乙醇B.NaOH溶液

C.水D.浓硫酸

(4)步骤3需控制溶液的pH在8.2-10.5之间，其原因为o

Il.Na2s2O4含量的测定

称取2.0g制得的Na2s2。4产品溶于冷水配成250mL溶液，取出25.00mL该溶液于锥形瓶中，用0.10

molL“碱性K3[Fe(CN)6]标准溶液滴定，选择合适指示剂,平行滴定三次，消耗标准溶液体积分别为

19.98mL、20.90mL、20.02mL«

(5)[Fe(CN)6产是一种比较弱的氧化剂，能将S20f氧化为SO已自身被还原为[Fe(CN)6。,滴定中发生反

应的离子方程式为o

(6)选择指示剂时，指示剂的条件电位要在滴定突跃电位之间，本实验滴定突跃范围为0.01~0.38V,根

据下表，可选择为指示剂。

常用氧化还条件电颜色变化

原指示剂位(V)还原态氧化态

亚甲基蓝0.36无色蓝色

二苯胺0.76无色紫色

二苯胺磺酸钠0.84无色紫红

邻苯氨基苯甲酸0.89无色紫红

⑺样品中Na2s的质量分数为(杂质不参与反应，计算结果精确到0.1%)o

4.(2023•北京朝阳区二模)某小组同学探究Na2sCh和不同铜盐溶液的反应，实验如下。

实验:向2mL0.5mol-L-1Na2sO3溶液中加入1mL0.25mol-L-1CuCb溶液,立即产生橙黄色沉淀(沉淀

A),放置5min左右，转化为臼色沉淀(沉淀B)。

,浓氨水+,”

已知：i.Cu+------Pu(NH3)。(无色)

稀硫酸，

ii.Cu+*Cu2++Cu

(1)研究沉淀B的成分。

向洗涤后的沉淀B中加入足量浓氨水,得到无色溶液，在空气中放置一段时间，溶液变为深蓝色。取少

量深蓝色溶液，滴加试剂X,产生白色沉淀。

①白色沉淀是AgCl,试剂X是。

②无色溶液在空气中放置变为深蓝色，反应的离子方程式

为。

(2)经检验，沉淀A不含SOf。推测沉淀A能转化为沉淀B与C1-有关，为研究沉淀A的成分及沉淀A

转化为B的原因，实验如下。

足量广白色沉淀(CuCl)

洗净的NaCl溶液

沉淀A过滤无色BaCb溶液白色足量盐酸白色沉

j-----------------------------------------------»

溶液沉淀淀减少

①仅通过上述实验不能证明沉淀A中含有cr,补充实验:向少量洗净的沉淀A中加入稀硫酸，证实沉

淀A中含有Cu+的证据是。

②无色溶液中含有SO么推测SO亍的产生有两个途径：

途径I：实验过程中氧化soa；

途径2:(将途径补充完整)。

经研究，途径1不合理，途径2合理。

③解释NazSCh和CuCL溶液反应时，先产生橙黄色沉淀，再转化为白色的原

因:.

(3)Na2sCh和CuCL溶液反应最终生成CuCl沉淀，并检测到有SCh生成，离子方程式

是。用Na2so3和CuSCU溶液重复上述实验，仅产生橙

黄色沉淀，放置72h后变为暗红色沉淀(可溶于氨水，得到无色溶液,放置变为深蓝色)。

(4)根据上述实验所得结论:(答出两点)。

5.(2023・广东六校联盟联考)某实验小组探究浅黄色草酸亚铁晶体(FeCzO皿HzO)分解产物的装置如图

所示。

回答下列问题：

(1)仪器M的名称是。

(2)点燃酒精灯之前,先通入N"其目的是

(3)装置C的作用是。

(4)如果实验中观察到C、H变浑浊,E不变浑浊,可以得出实验结论:A装置中分解的气体产物一定有一

(填化学式)。

(5)在300℃、500℃下进行上述实验,A装置中分别得到甲、乙两种黑色粉末,进行实验并观察到现

象如下：

-

实

验实验操作及现象

©用强磁铁接近甲,无明显现象;将黑色粉末溶于稀硫酸，滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀

用强磁铁接近乙，吸起部分粉末,将吸起来的粉末投入盐酸中，产生气泡;将剩余黑色粉末溶于稀硫酸，滴加

②

K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀

根据上述实验，实验①产生蓝色沉淀的离子方程式为o乙

中的成分可能为(填化学式)。

(6)测定草酸亚铁晶体(FeCzOrZFkO)纯度。准确称取Wg样品于锥形瓶，加入适量的稀硫酸，用c

molL-1KMnCU溶液滴定至终点，消耗bmLKMnCU溶液。滴定反应:FeC2()4+MnOl+H+―>

Fe3++cCh+Mn2++H2O(未配平)。该样品纯度为%。若滴定管没有用待装液润洗，测得结果一

(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

大题突破练(三)化学反应原理综合题

1.(2023•辽宁沈阳一模)氢气作为一种清洁能源，一直是能源研究的热点,水煤气变换反应可用于大规

模制出,反应原理如下:COO+HzOgK;CChg+FWg)A//=-41.2kJmor'o

(1)根据下表中提供的数据，计算AkJ.mor1o

化学键c=oC=OO—HH—H

键能/(kJ-moF)803X463436

(2)实验发现其他条件不变,在体系中投入一定量CaO可以增大％的体积分数,从化学平衡的角度解

释原因:__o

(3)某温度下，在一恒容密闭容器中充入CO和HzOWCO)：H(H2O)=1：1.5],加入催化剂使其发生上

述反应(忽略其他副反应)，测得该反应中初始压强为处,分压如图甲所示“时刻前,孙。的分压未给出),

则A点坐标为(f,)、平衡常数Kp=______________。

甲

(4)反应CO(g)+H2O(g)^^CO2(g)+H2(g)的Arrhenius经验公式的实验数据如图乙中曲线所示,已知经

验公式为Rin仁-半+C(其中民为活化能流为速率常数,R和C为常数)。该反应的活化能Ea=

kJ-moF'o当使用更高效催化剂时,请绘制Rink-/关系示意图。（假定实验条件下，催化剂对C值无影

响）

(

T

y

・

7

I

O

E

-

f

t

y

u

l

x

乙

（5）储氢合金能有效解决氢气的贮存和运输问题。某储氢合金的结构属六方晶系，晶体结构及俯视图

分别如图（a）、（b）所示。已知a、b两点的分数坐标分别为（0,表》、《3（）,则c点坐标为

X射线衍射测定两晶面间距为dpm（见图b）,高为cpm,设阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的摩尔

质量为Mg-mo『,则密度为gym。。（列出表达式）

（a）晶体结构

2.（2023•陕西西安中学二模）可燃冰是一种高效清洁能源，中国已勘探的可燃冰储量居世界第一，持续

安全开采量创下了世界纪录，有望2030年实现产业化开采。科学家也对CH4进行了重点研究。

1.CH4与CO2重整的工艺过程中涉及如下反应：

反应①:2co（g）+2H2（g）△4i=+247.4kJmol1

反应②:CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）

-I

反应③:CH4(g)+/h(g)lCO(g)+2H2(g)A/=-35.6kJ-mol'1

⑴己知:反应④丝2(g)+Fh(g)^H2O(g)AM=-241.8kJ-moH,贝△"?=kJmol1o

（2）一定条件下，向容积为VL的密闭容器中通入CH4、CO?各L0mol及少量02,测得不同温度下反

应平衡时各产物产量如图所示。

①图中a和c分别代表产生_______和o由图中信息判断900K后产生H2O的主要反应

并说明理由。

②1100K平衡时,CHa与CO2的转化率分别为95%和90%,体系内剩余nmolO2,反应③的平衡常数

K=（写出计算式）。

③密闭恒容条件下，反应②达到平衡的标志是（填字母）。

A.每消耗1molCO2的同时消耗1molH2

B.CO的分压不再发生变化

C.气体平均相对分子质量不再发生变化

D.气体密度不再发生变化

c(CO)c(H)

22不再发生变化

*C(CO)C(H2O)

II.将CH4与一种产生温室效应的气体利用电解装置进行耦合转化，原理示意如图。

（3）电池工作时-向电极移动。

（4）若消耗CH4和产生温室效应气体的体积比为3：2,则生成乙烷和乙烯的体积比为o

3.（2023•湖南雅礼中学三模）甲醇是重要的化工原料,合成甲醵和利用甲醇的研究和探索，在国际上一

直受到重视。工业上常利用CO2和H2为原料合成甲醇，再利用甲醇生产丙烯。回答下列问题：

⑴①常温下,氏和甲醇的燃烧热分别为285.8kJmoF'和726.4kJ-mol1,1mol甲醇汽化需要吸收82.0

kJ的热量，则CO2和比在Cu/ZnO催化作用下合成气态甲醇的热化学方程式为CC）2（g）+3H2（g）=^

1

CH3OH（g）+H2O（l）△”=kJmol;

②上述反应分两步进行：

第一步（写化学方程式）△”>（）

第二步Cu/Zn*+2H2+CO2=_Cu/ZnO*+CH3OHAW<0

③第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，由此推知以下能正确表示Cu/ZnO催化CO2

和比合成甲醇反应过程的示意图为（填字母）。

(2)工业上用CO2和H?催化合成甲醇存在如下反应：

i

主反应CO2(g)+3H2(g)^=CH3OH(g)+H2O(g)AH<0

副反应CO2(g)+H2(g)UCO(g)+H2O(g)AH>0

一定条件下，在装有催化剂的密闭容器中投入amolCO2和3amol氏,发生上述合成反应。

①在相同时间内，测得甲醇产率与温度的关系如图所示。图中490K之后，甲醇的产率随温度的升高

而减小的原因可能是_________________________。

%

、8o

爵

力6o

«

盘4o

白2O

460480500520540560

77K

②某温度下，达平衡时容器中CHjOH的物质的量为cmoLCO的物质的量为dmol。则此条件下CO：

的转化率为(列式表示，下同);此条件下副反应的平衡常数为_。

i

③关于主反应CO2(g)+3H2(g)^=CH3OH(g)+H2O(g)AH<0,已知该反应的v(正)北

3

iK-c(CO2)-c(H2),v(J$)=A;is-c(CH3OH)-c(H2O)(^n^>大逆分别为正、逆向反应速率常数)。该反应的

lg；、lg±随温度变化的曲线如图所示，则______________表示1g；随温度变化的曲线。

片正*逆片正

4.(2023•湖北十堰二模)氮及其化合物一直为环境科学领域研究的重点。

(1)废水中的NH.3可通过硝化作用消除，已知：

=+

NH3(g)+-O2(g)^N02(aq)+H(aq)+H2O(l)

AW=-273.5kJmor

NO式aq)+^<)2(g)^=NOg(aq)△4=-73.19kJinol'1

则NH3通过硝化作用转化为N0&的热化学方程式为

(2)某科研小组设计双阴极微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮研究，如图所示，“厌氧阳极”的

电极反应方程式为，若“好氧阴极"1molNH：

完全硝化生成NO3,此时向该电极输送电子的物质的量为4moi，则“好氧阴极”区消耗的02在标准状

况下的体积约为Lo

---------------------------

出ft水e-|1"出水t"1出1水1

缺氧阴极

0质子交换膜0质子交换膜0

进水：NO；进水：NH；葡萄糖进水：NH；

(3)汽车尾气中的CO、NO等气体可在催化剂表面发生氧化还原反应进行消除，主要原理如

下:2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g)A”<0,某小组模拟该反应，在1L恒容密闭容器内将气体总物

质的量为6mol的CO和NO以不同的物质的量比嘿进行反应。

①平衡时某反应物的转化率与物质的量比及温度的关系如图，纵坐标表示的转化率,，和

乃关系为不(填”或石图中A、B、C三点对应反应速率U(NO),E最大的是.

点。

”(NO)

②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到人时刻达到平

衡状态的是

ninIV

③已知:压强平衡常数(含义为在平衡体系中用气体物质的分压(Pi招总X物质的量分数)代替浓度，计

算得到的平衡常数。若容器内起始压强为P0,则C点的压强平衡常数。

5.(2023•湖北教研联盟联考)将C02转化为有机碳酸酯CH30coOCH3(g)(DMC),可有效减少碳排放。

CO2转化为DMC的总反应为3co2(g)+6H2(g)=CH30coOCH3(g)+3H2O(g)K.®可通过I、II两

步反应完成：

I.CO2(g)+3H2(g)-CH3OH(g)+H2O(g)K\

±

II.CO2(g)+2CH3OH(g)^=CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)K2

请回答下列问题：

⑴有机碳酸酯CH3OCOOCH3中碳原子的杂化方式为,1molCH3OH中含有的◎键

数目为NA。

(2)反应H的反应机理如图1所示，其中催化剂参与催化循环和脱水循环。

图1

①该反应的催化剂是，该物质还有另一个作用——提高DMC的平衡产率,结合反

应机理图分析其中的原因:»

②将物质的量之比为1：2的CO?和CH30H的混合气体以相同流速通过两种不同的催化剂a、b,仅

发生反应相同时间内CO2的转化率如图2所示。

图3

M点(填“是”或“不是”)对应温度下的C02的平衡转化率，原因

是。

(3)一定温度范围内IgK-T的线性关系如图3。

①对于反应II,活化能E,,：(填“>”或“<")E逆。

②K&=&时，该温度下心=。某温度下，在5L恒容密闭容器中充入5molCO2和

10molH2,发生反应I、II,反应经10min达到平衡，此时n(CH3OCOOCH3)=lmol,n(CH3OH)=lmol,

则K2=。

6.(2023•山西大同二模)随着时代的进步，人类对能源的需求量与日俱增,我国全球首套焦炉气化学合

成法生产无水乙醇的工业示范项目打通全流程，项目投产成功。

(l)3CO(g)+6H2(g)^CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g)\H=(用含△"［、△&、A43的

代数式表示)。

已知：i.2co(g)+4H2(g)=CH30cH3(g)+H2O(g)

i

ii.CH3OCH3(g)+CO(g)^=CH3COOCH3(g)\H2

iii.CH3coOCH3(g)+2H2(g)uCH3cH20H(g)+CH30H(g)Aft

在恒温恒容密闭容器中充入3molCO(g)和7molH?(g)仅发生反应3co(g)+6H?(g)L

CH3cH20H(g)+CH3OH(g)+H2O(g),下列叙述正确的是(填字母)。

A.混合气体总压强不随时间变化时，反应达到平衡状态

B.反应达到平衡时,CH3cH20H体积分数可能为25%

C.反应达到平衡后，再充入少量CO,CO的平衡转化率增大

D.反应达到平衡后，再加入高效催化剂，乙醇产率保持不变

(2)醋酸酯加氢制乙醇是一个乙酰基产物制备乙醇的路线。

①醋酸酯加氢□的催化效能如表所示：

反应条件反应性能

催化剂原料幽压力转化选择

℃MPa率/%性/%

1Cu/SiO2懵酸甲酯1902896.199.0

接近

2Cu-Cr醋酸乙酯2502.893.8

完全

3Cu/ZnO醋酸乙酯18515699.0

4Cu/SiO2醋酸乙酯2804.094.696.6

上述实验中，催化效能最好的为实验(填序号)，与之对比，实验3中，醋酸酯平衡转化率较低

的主要原因可能是(从表中所给条件的角

度分析)。

②醋酸甲酯加氢历程一般认为可分为如下步骤(*代表催化剂位点，已知:CH3cO*+H--PH3CHO)