高考化学 （真题+模拟新题分类汇编） 化学反应与能量

化学反应与能量F1化学反应与能量变化20.F1B3H1K1[·江苏卷]磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)=6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH1＝＋3359.26kJ·mol－1CaO(s)＋SiO2(s)=CaSiO3(s)ΔH2＝－89.61kJ·mol－12Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)=6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH3则ΔH3＝______________kJ·mol－1。(2)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒，解毒原理可用下列化学方程式表示：11P4＋60CuSO4＋96H2O=20Cu3P＋24H3PO4＋60H2SO460molCuSO4能氧化白磷的物质的量是__________。(3)磷的重要化合物NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得，含磷各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如下图所示。图0①为获得尽可能纯的NaH2PO4，pH应控制在________；pH＝8时，溶液中主要含磷物种浓度大小关系为____________。②Na2HPO4溶液显碱性，若向溶液中加入足量的CaCl2溶液，溶液则显酸性，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。(4)磷的化合物三氯氧磷(PClOClCl)与季戊四醇(CHOH2CHOH2CCH2OHCH2OH)以物质的量之比2∶1反应时，可获得一种新型阻燃剂中间体X，并释放出一种酸性气体。季戊四醇与X的核磁共振氢谱如下图所示。图0①酸性气体是____________(填化学式)。②X的结构简式为________________。20．[答案](1)2821.6(2)3mol(3)①4～5.5(介于此区间内的任意值或区间均可)c(HPOeq\o\al(2－,4))>c(H2POeq\o\al(－,4))②3Ca2＋＋2HPOeq\o\al(2－,4)=Ca3(PO4)2↓＋2H＋(4)①HCl②POClOOCH2CCH2CH2OPOClOCH2[解析](1)依据盖斯定律，将“上式＋下式×6”，即得所求反应的ΔH＝＋3359.26kJ·mol－1＋(－89.61kJ·mol－1)×6＝2821.6kJ·mol－1。(2)P的化合价有升有降，Cu的化合价只降低。P从0价升到＋5价，1molP4共失去20mol电子，根据得失电子守恒有：n(P4)×20＝n(CuSO4)×1，所以60molCuSO4可以氧化3molP4。(3)①从图中不难看出，pH在4～5.5之间时，H2POeq\o\al(－,4)的含量最高。在pH＝8时，溶液中含有HPOeq\o\al(2－,4)和H2POeq\o\al(－,4)两种离子，且前者大于后者。②足量的Ca2＋与HPOeq\o\al(2－,4)部分电离出的POeq\o\al(3－,4)结合，生成难溶的Ca3(PO4)2沉淀，促进了HPOeq\o\al(2－,4)的电离，故溶液显酸性。(4)三氯氧磷与季戊四醇以2∶1反应，核磁共振氢谱中的峰由2组变成1组，显然应为四个羟基上的H原子被取代了，生成了HCl及POClOOCH2CCH2CH2OPOClOCH2。7．E3F1[·安徽卷]我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，其反应如下：HCHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂))CO2＋H2O。下列有关说法正确的是()A．该反应为吸热反应B．CO2分子中的化学键为非极性键C．HCHO分子中既含σ键又含π键D．每生成1.8gH2O消耗2.24LO27．C[解析]甲醛发生氧化反应属于放热反应，A项错误；CO2分子中化学键为碳氧双键，该化学键是不同非金属元素间形成的极性键，B项错误；在HCHO中C—H键为σ键，在碳氧双键中一条为σ键、一条为π键，C项正确；根据HCHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂))CO2＋H2O可知，每生成1.8g(即0.1mol)水，消耗0.1molO2，因不知氧气所处温度、压强，无法确定其体积，D项错误。11．F1F2F3[·福建卷]某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下：mCeO2eq\o(→,\s\up7(太阳能),\s\do5(①))(m－x)CeO2·xCe＋xO2(m－x)CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2eq\o(→,\s\up7(900℃),\s\do5(②))mCeO2＋xH2＋xCO下列说法不正确的是()A．该过程中CeO2没有消耗B．该过程实现了太阳能向化学能的转化C．图0中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3图0D．以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO＋4OH－－2e－=COeq\o\al(2－,3)＋2H2O11．C[解析]H2O、CO2转变为H2、CO的过程分两步进行，第1步反应消耗CeO2的物质的量与第2步反应生成CeO2的物质的量相同，则该过程中CeO2没有消耗，A项正确；上述转变将化学能较低的H2O、CO2转化为化学能较高的H2、CO，将太阳能转化为化学能储存在燃料(水煤气或H2和CO)中，B项正确；读图可得3个热化学方程式：①H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH1，②H2O(l)=H2O(g)ΔH2，③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3，观察发现①＋②＝－③，由盖斯定律可得：ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3，则ΔH1＝－ΔH2－ΔH3＝－(ΔH2＋ΔH3)，C项错误；CO是燃料，在负极上发生氧化反应，其产物不是CO2，因为CO2是酸性氧化物，与过量碱溶液易反应生成碳酸根离子，根据电子、电荷和原子守恒原理可得负极反应式为CO＋4OH－－2e－=COeq\o\al(2－,3)＋2H2O，D项正确。12．F1G1[·山东卷]对于反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＜0，在其他条件不变的情况下()A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的ΔH也随之改变B．改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变C．升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变D．若在原电池中进行，反应放出的热量不变12．B[解析]反应的ΔH大小只取决于反应物、生成物的状态与反应条件，而和反应是否使用催化剂、反应途径无关，A项错误；该反应在反应前后气体的总体积不变，因此改变压强，平衡不移动，反应放出的热量不变，B项正确；升高温度，平衡逆向进行，反应放出热量减小，C项错误；在原电池中，随反应进行，能量转化形式是化学能转化为电能，而不再是化学能转化为热能，D项错误。6．F1[·北京卷]下列设备工作时，将化学能转化为热能的是()ABCD硅太阳能电池锂离子电池太阳能集热器燃气灶6.D[解析]硅太阳能电池将太阳能直接转化为电能，A项错误；锂离子电池将化学能转化为电能，B项错误；太阳能集热器将太阳能转化为热能，C项错误；燃气灶将化学能转化为热能，D项正确。27．F1G3[·浙江卷]捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：反应Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)ΔH1反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)ΔH2反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3请回答下列问题：(1)ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是：ΔH3＝________。(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，在某温度T1下，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图[见图(a)]。则：①ΔH3________0(填“>”“＝”或“<”)。②在T1～T2及T4～T5二个温度区间，容器内CO2气体浓度呈现如图(a)所示的变化趋势，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③反应Ⅲ在温度为T1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图(b)所示。当时间到达t1时，将该反应体系温度迅速上升到T2，并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。(a)(b)图0(3)利用反应Ⅲ捕获CO2，在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下，提高CO2吸收量的措施有________________________________________________________________________________________________________________________________________________(写出2个)。(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是__________。A．NH4ClB．Na2CO3C．HOCH2CH2OHD．HOCH2CH2NH227．[答案](1)2ΔH2－ΔH1(2)①<②T1～T2区间，化学反应未达到平衡，温度越高，化学反应速率越快，所以CO2被捕获的量随温度升高而提高。T4～T5区间，化学反应已达到平衡，由于正反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，所以不利于CO2捕获③(3)降低温度；增加CO2浓度(或分压)(4)B、D[解析](1)根据盖斯定律可得出，将“反应Ⅱ×2－反应Ⅰ”，即得反应Ⅲ，所以ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。(2)①从图(a)分析，T3时CO2吸收率最高，当温度再高时，平衡会逆向移动，导致CO2的量增多，故该反应为放热反应，即ΔH3<0。②当温度低于T3时，反应未达平衡，当温度高时，CO2的吸收率加快。③温度从T1升到T2时，CO2的吸收率减小，则溶液中的CO2含量少，pH增大，当温度不变时，反应达平衡，则CO2含量不变，pH不变。(3)反应Ⅲ为气体体积减小的放热反应，故可以采用低温、高压以提高CO2的吸收量。(4)CO2与Na2CO3反应可生成NaHCO3，HOCH2CH2NH2中的氨基显碱性，也可以吸收酸性气体CO2。F2反应热的计算与重要的反应热25.F2N1[·安徽卷]X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素，其相关信息如下表：元素相关信息XX的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3YY是地壳中含量最高的元素ZZ的基态原子最外层电子排布式为3s23p1WW的一种核素的质量数为28，中子数为14(1)W位于元素周期表第________周期第________族；W的原子半径比X的________(填“大”或“小”)。(2)Z的第一电离能比W的________(填“大”或“小”);XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是________________________________________________________________________；氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称________。(3)振荡下，向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加NaOH溶液直至过量，能观察到的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。(4)在25℃、101kPa下，已知13.5g的Z固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态，放热419kJ，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________。25．[答案](1)三ⅣA大(2)小分子间作用力乙酸(其他合理答案均可)(3)先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后变成无色溶液Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑(4)4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)ΔH＝－3352kJ·mol－1(其他合理答案均可)[解析]利用X的信息知其为ⅣA族元素，Y是地壳中含量最高的元素，故Y为氧元素，结合X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素可知X为碳元素；Z的基态原子的电子排布式为3s23p1，则Z为13号元素铝；W元素的一种核素的质量数为28，中子数为14，则质子数为14，则W为硅元素。(1)Si核外电子层数为3、最外层电子数为4，因此Si位于第三周期ⅣA族；同主族元素随核电荷数增大原子半径增大，故Si的原子半径比C的大。(2)铝为较活泼金属，最外层3p1电子容易失去，因此Al、Si相比，第一电离能较小的是Al；CO2晶体转化为气体，分子没有改变，只是分子间间距变大，因此破坏的作用力是分子间作用力；由H、C、O形成的分子：乙酸、乙醇等同种分子间均存在氢键。(3)Al与盐酸反应后的溶液中含有Al3＋，因此向该溶液中加入NaOH至过量，依次发生反应为Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，可看到的现象是先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最终变为无色溶液；Si与HF反应可置换出H2，同时还生成SiF4气体。(4)13.5gAl物质的量为0.5mol，由题中数据可知4molAl与氧气完全反应生成固态Al2O3时，放出热量为419kJ×eq\f(4mol,0.5mol)＝3352kJ。11．F1F2F3[·福建卷]某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下：mCeO2eq\o(→,\s\up7(太阳能),\s\do5(①))(m－x)CeO2·xCe＋xO2(m－x)CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2eq\o(→,\s\up7(900℃),\s\do5(②))mCeO2＋xH2＋xCO下列说法不正确的是()A．该过程中CeO2没有消耗B．该过程实现了太阳能向化学能的转化C．图0中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3图0D．以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO＋4OH－－2e－=COeq\o\al(2－,3)＋2H2O11．C[解析]H2O、CO2转变为H2、CO的过程分两步进行，第1步反应消耗CeO2的物质的量与第2步反应生成CeO2的物质的量相同，则该过程中CeO2没有消耗，A项正确；上述转变将化学能较低的H2O、CO2转化为化学能较高的H2、CO，将太阳能转化为化学能储存在燃料(水煤气或H2和CO)中，B项正确；读图可得3个热化学方程式：①H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH1，②H2O(l)=H2O(g)ΔH2，③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3，观察发现①＋②＝－③，由盖斯定律可得：ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3，则ΔH1＝－ΔH2－ΔH3＝－(ΔH2＋ΔH3)，C项错误；CO是燃料，在负极上发生氧化反应，其产物不是CO2，因为CO2是酸性氧化物，与过量碱溶液易反应生成碳酸根离子，根据电子、电荷和原子守恒原理可得负极反应式为CO＋4OH－－2e－=COeq\o\al(2－,3)＋2H2O，D项正确。31．F2G4G1C3G2G3G5[·广东卷]大气中的部分碘源于O3对海水中I－的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。(1)O3将I－氧化成I2的过程由3步反应组成：①I－(aq)＋O3(g)=IO－(aq)＋O2(g)ΔH1；②IO－(aq)＋H＋(aq)HOI(aq)ΔH2；③HOI(aq)＋I－(aq)＋H＋(aq)I2(aq)＋H2O(l)ΔH3。总反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________，其反应热ΔH＝________。(2)在溶液中存在化学平衡：I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)，其平衡常数表达式为______________。(3)为探究Fe2＋对O3氧化I－反应的影响(反应体系如图0)，某研究小组测定两组实验中Ieq\o\al(－,3)浓度和体系pH，结果见图1和下表。图0图1编号反应物反应前pH反应后pH第1组O3＋I－5.211.0第2组O3＋I－＋Fe2＋5.24.1①第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②图0中的A为________。由Fe3＋生成A的过程能显著提高I－的转化率，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③第2组实验进行18s后，Ieq\o\al(－,3)浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)________。A．c(H＋)减小B．c(I－)减小C．I2(g)不断生成D．c(Fe3＋)增加(4)据图1，计算3～18s内第2组实验中生成Ieq\o\al(－,3)的平均反应速率(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。31．[答案](1)（1）2I－+O3+2H+==I2+O2+H2O（其他合理答案也给分）ΔH1＋ΔH2＋ΔH3(2)K＝eq\f(c（Ieq\o\al(－,3)）,c（I2）·c（I－）)(3)①O3氧化I－生成I2的反应消耗H+，使H+浓度减小（其他合理表达也给分）②Fe(OH)3由于Fe3+的水解，体系中H+浓度增加，使O3氧化I－的两个分步反应②和③的平衡向右移动，I－的转化率提高③BC(4)v(I3－)==≈5.5×10－4mol•L－1•s－1（其他合理答案也给分）[解析](1)臭氧在酸性条件下将碘离子氧化成碘单质的过程由3步反应组成，观察已知3个热化学方程式中的反应物和生成物，发现①＋②＋③可以得出总反应的热化学方程式为2I－(aq)＋O3(g)＋2H＋(aq)I2(aq)＋O2(g)＋H2O(l)，根据盖斯定律可得其焓变ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3；氢离子表示强酸如硫酸等，将臭氧持续通入NaI溶液中，总反应的化学方程式是2NaI＋O3＋H2SO4Na2SO4＋I2＋O2＋H2O或2NaI＋O3＋H2SO4=Na2SO4＋I2＋O2＋H2O等；(2)由化学平衡常数定义式可得，I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的平衡常数表达式为eq\f(c（Ieq\o\al(－,3)）,c（I2）·c（I－）)；(3)①导致前者反应后pH升高的原因是臭氧将碘离子氧化为I2的总反应的离子方程式为2I－＋O3＋2H＋I2＋O2(g)＋H2O(或者第②③步反应的反应物中都有氢离子，第③步反应的生成物中有水)，既消耗氢离子又生成水，导致溶液的酸性减弱、pH升高；②图13中A不可能为Fe2+，因为加入Fe2+后，发生如下反应：2Fe2++O3+2H+==2Fe3++H2O、2Fe3++2I－==2Fe2++I2，随着反应的进行，I－消耗贻尽，持续通入O3，Fe2+完全转化为Fe3+，即铁元素只能以正三价的价态存在；图13中A为Fe(OH)3，依题意可知第2组反应后pH=4.1，则c(H+)=1.0×10－4.1mol/L，c(OH－)=1.0×10－9..9mol/L，由于Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH－(aq)，Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH－)=4.0×10－38，则c(Fe3+)==≈4.0×10－8.3mol/L，由于4.0×10－8.3mol/L远远小于1.0×10－5mol/L，说明Fe3+已经完全沉淀，则A为Fe(OH)3；由于Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，Fe3+的水解导致体系中H+浓度增加，使O3氧化I－的两个分步反应②和③的平衡向右移动，I－的转化率提高；③对比表格中第1、2组实验前后pH可得，第1组pH增大，c(H＋)减小，图中第1组实验所得Ieq\o\al(－,3)浓度曲线先略为增大后几乎不变，第2组pH减小，c(H＋)增大，图中第2组实验所得Ieq\o\al(－,3)浓度曲线先显著增大后逐渐减小至无，根据上述分析可得，若c(H＋)减小，Ieq\o\al(－,3)浓度不会下降，A项错误；若c(I－)减小，则反应③HOI(aq)＋I－(aq)＋H＋(aq)I2(aq)＋H2O(l)的平衡左移，c(I2)也减小，导致I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的平衡左移，所以Ieq\o\al(－,3)浓度下降，B项正确；若I2(g)不断生成，导致I2(aq)I2(g)的溶解平衡右移，既使溶液中c(I2)减小，又使I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的平衡左移，则Ieq\o\al(－,3)浓度下降，C项正确；若c(Fe3＋)增加，Fe3＋将I－直接氧化成I2或发生反应2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2，则溶液中c(I2)增大，而海水中c(I－)略为减小或忽略不计，导致I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的平衡右移，Ieq\o\al(－,3)浓度增大，D项错误；(4)读图，3～18s内第2组实验中Ieq\o\al(－,3)浓度由3.5×10－3mol/L增加到11.8×10－3mol/L，则生成Ieq\o\al(－,3)的平均反应速率v(Ieq\o\al(－,3))＝eq\f(Δc（Ieq\o\al(－,3)）,Δt)＝eq\f(（11.8－3.5）×10－3mol·L－1,18s－3s)≈5.5×10－4mol/(L·s)，此问需要注意纵坐标中“c(Ieq\o\al(－,3))/10－3mol·L－1”隐含的信息，计算时需要图中所得数据乘以“×10－3mol·L－1”。10．F2G2H2[·天津卷]某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物)，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：离子K＋Na＋NHeq\o\al(＋,4)SOeq\o\al(2－,4)NOeq\o\al(－,3)Cl－浓度/mol·L－14×10－66×10－62×10－54×10－53×10－52×10－5根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为________，试样的pH＝________。(2)为减少SO2的排放，常采取的措施有：①将煤转化为清洁气体燃料。已知：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是________________________________________________________________________。a．Ca(OH)2b．Na2CO3c．CaCl2d．NaHSO3(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化①已知汽缸中生成NO的反应为N2(g)＋O2(g)2NO(g)ΔH>0若1mol空气含0.8molN2和0.2molO2，1300℃时在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10－4mol。计算该温度下的平衡常数K＝________。汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=2C(s)＋O2(g)己知该反应的ΔH>0，简述该设想能否实现的依据：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，其化学反应方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。10．[答案](1)酸性4(2)①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1②a、b(3)①4×10－6温度升高，反应速率加快，平衡右移②该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不自发进行③2CO＋2NO催化剂,Ｆ2CO2＋N2[解析](1)PM2.5中含NHeq\o\al(＋,4)，因NHeq\o\al(＋,4)的水解而显酸性；根据电荷守恒得c(H＋)＋c(K＋)＋c(Na＋)＋c(NHeq\o\al(＋,4))＝2c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(NOeq\o\al(－,3))＋c(Cl－)，将表格中的数据代入求得c(H＋)＝10－4mol·L－1，pH＝4。(2)①第2个方程式减第1个方程式得目标反应的热化学方程式为C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1。②SO2是酸性氧化物，可用碱性物质吸收，故正确答案为a、b。(3)①K＝eq\f(c2（NO）,c（N2）×c（O2）)＝eq\f(（8×10－4）2,0.8×0.2)＝4×10－6；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，且升高温度，反应速率加快。②该反应ΔH＞0、且ΔS＜0，故反应在任何温度下都不能自发。③NO具有氧化性，能将CO氧化成CO2，自身被还原为N2。26．D4F2G2F3[·北京卷]NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：________________________________________________________________________。(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(2×（－630）kJ·mol－1))2NO（g）)eq\a\vs4\al(N2（g）\o(→,\s\up7(945kJ·mol－1))2N（g）)eq\a\vs4\al(O2（g）\o(→,\s\up7(498kJ·mol－1))2O（g）)①写出该反应的热化学方程式：________________________________________________________________________。②随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。①当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。原因是________________________________________________________________________，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：图0①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)。②写出NiO电极的电极反应式：________________________________________________________________________。26．[答案](1)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(2)①N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋183kJ·mol－1②增大(3)①2CO＋2NOeq\o(=,\s\up7(催化剂))N2＋2CO2②根据Mg、Ca、Sr和Ba的质子数，得知它们均为ⅡA族元素。同一主族的元素，从上到下，原子半径逐渐增大(4)①还原②NO＋O2－－2e－=NO2[解析](1)NO2与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。(2)①N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝945kJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2×630kJ·mol－1＝＋183kJ·mol－1。②该反应为吸热反应，随温度升高，化学平衡常数增大。(3)根据题意NO被还原为N2，则CO被氧化为CO2。(4)Pt电极上O2得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－=2O2－，电池总反应式为2NO＋O2=2NO2，用电池总反应式减去Pt电极的电极反应式并化简得NiO电极的电极反应式：NO＋O2－－2e－=NO2。28.C2F2F3[·新课标全国卷Ⅰ]二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：(Ⅰ)CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH1＝－90.1kJ·mol－1(Ⅱ)CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2＝－49.0kJ·mol－1水煤气变换反应：(Ⅲ)CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH3＝－41.1kJ·mol－1二甲醚合成反应：(Ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH4＝－24.5kJ·mol－1回答下列问题：(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(以化学方程式表示)。(2)分析二甲醚合成反应(Ⅳ)对于CO转化率的影响________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为________________________________________________________________________。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)有研究者在催化剂(含Cu－Zn－Al－O和Al2O3)、压强为5.0MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如图0所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是________________________________________________________________________。图0(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93kW·h·kg－1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为________________________________________________________________________________________________________________________________________________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20V，能量密度E＝________________________________________________________________________(列式计算。能量密度＝eq\f(电池输出电能,燃料质量)，1kW·h＝3.6×106J)。28．[答案](1)Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2ONaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO32Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O(2)消耗甲醇，促进甲醇合成反应(Ⅰ)平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应(Ⅲ)消耗部分CO(3)2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－204.7kJ·mol－1该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大(4)反应放热，温度升高，平衡左移(5)CH3OCH3＋3H2O－12e－=2CO2＋12H＋12eq\f(1.20V×\f(1000g,46g·mol－1)×12×96500C·mol－1,1kg)÷(3.6×106J·kW－1·h－1)＝8.39kW·h·kg－1[解析](2)反应(Ⅰ)、(Ⅲ)与CO有关。反应(Ⅰ)中的CH3OH是反应(Ⅳ)的反应物，反应(Ⅳ)生成的H2O是反应(Ⅲ)的反应物，从影响平衡的因素分析知两者均使CO转化率变大。(3)由盖斯定律(Ⅰ)×2＋(Ⅳ)得：4H2(g)＋2CO(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－204.7kJ·mol－1。(4)该反应为放热反应，其他条件不变的情况下，温度升高，平衡逆向移动，转化率降低。(5)正极反应为O2＋4e－＋4H＋=2H2O；负极反应必有H＋生成，由电荷守恒、元素守恒得3H2O＋CH3OCH3－12e－=2CO2＋12H＋；1个CH3OCH3分子失去12e－；假定燃料质量为1kg，由能量密度计算方法列式计算即可。12．F2F5[·新课标全国卷Ⅱ]在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：H2S(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO2(g)＋H2O(g)ΔH1；2H2S(g)＋SO2(g)=eq\f(3,2)S2(g)＋2H2O(g)ΔH2；H2S(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=S(g)＋H2O(g)ΔH3；2S(g)=S2(g)ΔH4。则ΔH4的正确表达式为()A．ΔH4＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)B．ΔH4＝eq\f(2,3)(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)C．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)D．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)12．A[解析]将方程式依次标号①～④，可知反应④是通过方程式叠加得到：(②＋①)×eq\f(2,3)－③×2，那么：ΔH4＝(ΔH2＋ΔH1)×eq\f(2,3)－ΔH3×2＝eq\f(2,3)(ΔH2＋ΔH1－3ΔH3)，A项正确。F3原电池原理9.F3[·江苏卷]Mg—H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是()图0A．Mg电极是该电池的正极B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应C．石墨电极附近溶液的pH增大D．溶液中Cl－向正极移动9．C[解析]在原电池中活泼金属作负极，即Mg为负极，A项错误；通入H2O2的一极为正极，故在反应过程中发生还原反应，B项错误；石墨电极处的电极反应式为H2O2＋2e－=2OH－，溶液pH增大，C项正确；原电池中，电解质溶液中的阴离子向负极移动，D项错误。10．F3[·安徽卷]热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图0所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有关说法正确的是()图0A．正极反应式：Ca＋2Cl－－2e－=CaCl2B．放电过程中，Li＋向负极移动C．每转移0.1mol电子，理论上生成20.7gPbD．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转10．D[解析]正极上应是得电子发生还原反应，A项错误；电池工作时，电解质中的阳离子移向电池正极，B项错误；利用总反应方程式知每转移2mol电子生成1molPb，故转移0.1mol电子时，生成m(Pb)＝0.05mol×207g·mol－1＝10.35g，C项错误；常温下，电解质LiCl－KCl为固态，该电池不能形成闭合回路，因此常温下该电池不能工作，D项正确。11．F1F2F3[·福建卷]某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下：mCeO2eq\o(→,\s\up7(太阳能),\s\do5(①))(m－x)CeO2·xCe＋xO2(m－x)CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2eq\o(→,\s\up7(900℃),\s\do5(②))mCeO2＋xH2＋xCO下列说法不正确的是()A．该过程中CeO2没有消耗B．该过程实现了太阳能向化学能的转化C．图0中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3图0D．以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO＋4OH－－2e－=COeq\o\al(2－,3)＋2H2O11．C[解析]H2O、CO2转变为H2、CO的过程分两步进行，第1步反应消耗CeO2的物质的量与第2步反应生成CeO2的物质的量相同，则该过程中CeO2没有消耗，A项正确；上述转变将化学能较低的H2O、CO2转化为化学能较高的H2、CO，将太阳能转化为化学能储存在燃料(水煤气或H2和CO)中，B项正确；读图可得3个热化学方程式：①H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH1，②H2O(l)=H2O(g)ΔH2，③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3，观察发现①＋②＝－③，由盖斯定律可得：ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3，则ΔH1＝－ΔH2－ΔH3＝－(ΔH2＋ΔH3)，C项错误；CO是燃料，在负极上发生氧化反应，其产物不是CO2，因为CO2是酸性氧化物，与过量碱溶液易反应生成碳酸根离子，根据电子、电荷和原子守恒原理可得负极反应式为CO＋4OH－－2e－=COeq\o\al(2－,3)＋2H2O，D项正确。33．J3J1D2J4J5F3F5C5[·广东卷]化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。(1)在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。①下列收集Cl2的正确装置是________。ABCD图0②将Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。③设计实验比较Cl2和Br2的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和CCl4于试管中，________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)；铜片、铁片、锌片和导线。①完成原电池甲的装置示意图(见图0)，并作相应标注。图0要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极________________________________________________________________________________。③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是________________________________________________________________________。(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(2)的材料中应选________作阳极。33．[答案](1)①C②HClO、Cl2、ClO－③滴加NaBr溶液，振荡后静置，下层溶液呈红棕（或棕黄）色（其他合理说法也给分）(2)①(其他合理画法均给分)②有红色固体析出，负极被腐蚀（其他合理答案也给分）③甲电池乙的负极可与CuSO4溶液直接发生反应，导致部分化学能转化为热能；电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应，化学能在转化为电能时损耗较小（其他合理解释也可得分）(3)Zn[解析](1)①集气瓶中使用单孔橡胶塞，则瓶内气体压强增大到一定程度会发生爆炸等，A项错误；倒立的集气瓶中有双孔橡胶塞，由于氯气的密度比空气大，氯气从长导气管中进，从短导气管中逸出，因此不能排出空气收集氯气，B项错误；正立的集气瓶中有双孔橡胶塞，氯气从长导管中进，空气从短导管排出，排出的气体通过倒扣漏斗、NaOH溶液吸收处理，既防止倒吸又防止排出氯气污染空气，C项正确；氯气与NaOH溶液反应Cl2＋2NaOH=NaClO＋NaCl＋H2O，因此不能用排NaOH溶液的方法收集氯气，D项错误；②氯气与水发生可逆反应Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，所得氯水中含H2O、Cl2、H＋、Cl－、HClO、ClO－、OH－等离子，其中具有强氧化性的含氯粒子是Cl2、HClO、ClO－；(2)①带盐桥的原电池甲可以设计锌铜原电池(或铁铜原电池、锌铁原电池)，由于外电路中电子从左移向右，说明左边烧杯中电极的金属性较强，则左、右两边烧杯中电极材料及电解质溶液可以为锌片和硫酸锌溶液、铜片和硫酸铜溶液(或者铁片和硫酸亚铁溶液、铜片和硫酸铜溶液，锌片和硫酸锌溶液、铁片和硫酸亚铁溶液)；②金属活动性Zn>Fe>Cu，则原电池乙中铜片作正极，锌片或铁片作负极，工作一段时间后，负极金属锌或铁被氧化，质量减轻，溶液中蓝色变浅；③甲、乙两种原电池都能将化学能转化为电能，其中带有盐桥的原电池甲中的负极金属锌(或铁)和硫酸铜没有直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，几乎全部转化为电能；而原电池乙中的负极金属锌(或铁)和硫酸铜直接接触发生置换反应，部分化学能会转化为热能，化学能不能全部转化为电能；(3)铁片作正极(阴极)时被保护，而铁作负极(阳极)时被腐蚀，为了减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(2)的材料中应选择比铁活泼的锌片作负极(阳极)，使铁片作正极(阴极)，从而牺牲锌片保护铁片；不能选择铜片，因为铜作正极(阴极)，而铁片作负极(阳极)，此时铁片的腐蚀速率加快，而不是延缓。6．F3F4[·天津卷]为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：电池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)＋2H2O(l)电解池：2Al＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))Al2O3＋3H2↑电解过程中，以下判断正确的是()电池电解池AH＋移向Pb电极H＋移向Pb电极B每消耗3molPb生成2molAl2O3C正极：PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2O阳极：2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋D6.D[解析]电池中Pb电极是负极，PbO2电极是正极，H＋移向PbO2电极，A项错误；每消耗3molPb，电路中通过电子的物质的量为6mol，据电子守恒得n(Al2O3)＝1mol，B项错误；电池正极反应式应为PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O，C项错误；电池Pb电极的电极反应式为Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4，Pb电极质量增大，电解池Pb电极的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，电极质量不变，D项正确。8．C5E2F3N1[·重庆卷]合金是建造航空母舰的主体材料。(1)航母升降机可由铝合金制造。①铝元素在周期表中的位置为____________。工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为________。②Al－Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为________________________________________________________________________。焊接过程中使用的保护气为________(填化学式)。(2)航母舰体材料为合金钢。①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为________。②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为________。(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。①80.0gCuAl合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀39.0g，则合金中Cu的质量分数为________________________________________________________________________。②为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合图中信息推断该合金中除铜外一定含有________。图08．[答案](1)①第三周期第ⅢA族CO2②Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2OAr(其他合理答案均可)(2)①吸氧腐蚀②CaCO3或CaO(3)①83.1%②Al、Ni[解析]从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝通常有两种工艺，其流程图示如下：无论是流程甲或乙，都有一道工序是通入过量CO2，目的是将AlOeq\o\al(－,2)全部转化为Al(OH)3；Al－Mg合金焊接前，为防止高温下金属与空气中的O2、N2、CO2等发生反应，应使用稀有气体作保护气；炼铁过程中，需加入生石灰或石灰石，跟原料中的SiO2等物质发生反应，将其转化为炉渣而除去；Cu－Al合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，因Cu(OH)2可溶于氨水，所得白色沉淀必为Al(OH)3，其物质的量为0.5mol，则原合金中Al的质量为13.5g；当pH＝3.4时开始沉淀，说明该合金中含Al，在pH为7.0、8.0时过滤沉淀，说明含Ni。26．D4F2G2F3[·北京卷]NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：________________________________________________________________________。(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(2×（－630）kJ·mol－1))2NO（g）)eq\a\vs4\al(N2（g）\o(→,\s\up7(945kJ·mol－1))2N（g）)eq\a\vs4\al(O2（g）\o(→,\s\up7(498kJ·mol－1))2O（g）)①写出该反应的热化学方程式：________________________________________________________________________。②随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。①当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。原因是________________________________________________________________________，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：图0①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)。②写出NiO电极的电极反应式：________________________________________________________________________。26．[答案](1)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(2)①N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋183kJ·mol－1②增大(3)①2CO＋2NOeq\o(=,\s\up7(催化剂))N2＋2CO2②根据Mg、Ca、Sr和Ba的质子数，得知它们均为ⅡA族元素。同一主族的元素，从上到下，原子半径逐渐增大(4)①还原②NO＋O2－－2e－=NO2[解析](1)NO2与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。(2)①N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝945kJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2×630kJ·mol－1＝＋183kJ·mol－1。②该反应为吸热反应，随温度升高，化学平衡常数增大。(3)根据题意NO被还原为N2，则CO被氧化为CO2。(4)Pt电极上O2得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－=2O2－，电池总反应式为2NO＋O2=2NO2，用电池总反应式减去Pt电极的电极反应式并化简得NiO电极的电极反应式：NO＋O2－－2e－=NO2。7．F3F4[·北京卷]下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()A．水中的钢闸门连接电源的负极B．金属护栏表面涂漆C．汽车底盘喷涂高分子膜D．地下钢管连接镁块7．A[解析]A项使用的是外加电流的阴极保护法，正确；金属护拦表面涂漆、汽车底盘喷涂高分子膜属于物理防腐，不是电化学防护法，B、C项错误；地下钢管连接镁块是牺牲阳极的阴极保护法，D项错误。28.C2F2F3[·新课标全国卷Ⅰ]二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：(Ⅰ)CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH1＝－90.1kJ·mol－1(Ⅱ)CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2＝－49.0kJ·mol－1水煤气变换反应：(Ⅲ)CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH3＝－41.1kJ·mol－1二甲醚合成反应：(Ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH4＝－24.5kJ·mol－1回答下列问题：(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(以化学方程式表示)。(2)分析二甲醚合成反应(Ⅳ)对于CO转化率的影响________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为________________________________________________________________________。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)有研究者在催化剂(含Cu－Zn－Al－O和Al2O3)、压强为5.0MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如图0所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是________________________________________________________________________。图0(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93kW·h·kg－1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为________________________________________________________________________________________________________________________________________________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20V，能量密度E＝________________________________________________________________________(列式计算。能量密度＝eq\f(电池输出电能,燃料质量)，1kW·h＝3.6×106J)。28．[答案](1)Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2ONaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO32Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O(2)消耗甲醇，促进甲醇合成反应(Ⅰ)平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应(Ⅲ)消耗部分CO(3)2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－204.7kJ·mol－1该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大(4)反应放热，温度升高，平衡左移(5)CH3OCH3＋3H2O－12e－=2CO2＋12H＋12eq\f(1.20V×\f(1000g,46g·mol－1)×12×96500C·mol－1,1kg)÷(3.6×106J·kW－1·h－1)＝8.39kW·h·kg－1[解析](2)反应(Ⅰ)、(Ⅲ)与CO有关。反应(Ⅰ)中的CH3OH是反应(Ⅳ)的反应物，反应(Ⅳ)生成的H2O是反应(Ⅲ)的反应物，从影响平衡的因素分析知两者均使CO转化率变大。(3)由盖斯定律(Ⅰ)×2＋(Ⅳ)得：4H2(g)＋2CO(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－204.7kJ·mol－1。(4)该反应为放热反应，其他条件不变的情况下，温度升高，平衡逆向移动，转化率降低。(5)正极反应为O2＋4e－＋4H＋=2H2O；负极反应必有H＋生成，由电荷守恒、元素守恒得3H2O＋CH3OCH3－12e－=2CO2＋12H＋；1个CH3OCH3分子失去12e－；假定燃料质量为1kg，由能量密度计算方法列式计算即可。27．B4F3F4[·新课标全国卷Ⅰ]锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C＋xLi＋＋xe－=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。图0回答下列问题：(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为________。(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)充放电过程中，发生LiCoO2与Li1－xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式________________________________________________________________________。(6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是________________________________________________________________________。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有________(填化学式)。27．[答案](1)＋3(2)2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑(3)2LiCoO2＋3H2SO4＋H2O2eq\o(=,\s\