铬镀在金属上可以防锈，坚固美观。一种以铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2，还含有A12O3等]为原料生成金属铬的工艺流程如下图：
已知：①NaFeO2极易水解；
②Cr(VI)在中性或碱性溶液中以
形式存在，在酸性条件下以
形式存在；
③常温时，Al(OH)3+OH-
[的平衡常数：K=100.63，Al(OH)3的溶度积常数：Ksp[A1(OH)3]=10-33；
回答下列问题：。
(1)Fe(CrO2)2中铬元素的化合价为___________ 。
(2)“焙烧”时，气体和矿料逆流加入的原因是___________ ， Fe(CrO2)2反应生成NaFeO2和Na2CrO4，该反应中氧化剂和还原剂的物质量之比为___________ 。
(3)“水浸”时，生成Fe(OH)3的离子方程式为___________ 。
(4)常温下，“酸化I”时，铝元素完全转化为沉淀的pH范围为___________ (通常认为溶液中离子浓度小于10-5mol·L-1沉淀完全)。
(5)“酸化Ⅱ”的目的是___________ 。
(6)“还原”时，反应的离子方程式为___________ 。
(7)“电解”时，金属铬在___________ (填“阳”或“阴”)极上产生。
已知：①NaFeO2极易水解；
②Cr(VI)在中性或碱性溶液中以
形式存在，在酸性条件下以形式存在；③常温时，Al(OH)3+OH-
[的平衡常数：K=100.63，Al(OH)3的溶度积常数：Ksp[A1(OH)3]=10-33；回答下列问题：。
(1)Fe(CrO2)2中铬元素的化合价为
(2)“焙烧”时，气体和矿料逆流加入的原因是
(3)“水浸”时，生成Fe(OH)3的离子方程式为
(4)常温下，“酸化I”时，铝元素完全转化为沉淀的pH范围为
(5)“酸化Ⅱ”的目的是
(6)“还原”时，反应的离子方程式为
(7)“电解”时，金属铬在
更新时间：2023-03-09 10:01:03
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解答题-实验探究题
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(0.4)
解题方法
【推荐1】为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应，某校化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置。
(1)气体发生装置A产生的气体是____ 。
(2)为验证通入装置D中的气体是Cl2过量还是SO2过量，某小组同学准备了以下试剂：
①氯化铁溶液 ②氯化亚铁溶液 ③硫氰化钾溶液
④苯酚溶液 ⑤品红溶液 ⑥酸性高锰酸钾溶液
a．若Cl2过量：取适量装置D中溶液滴入盛有____ (选填一个序号，下同)的试管内，再加入____ 试剂，实验现象是_______________________________ 。
b．若SO2过量：取适量装置D中溶液滴入盛有____ (选填一个序号)的试管内，实验现象是______________ ，再加热，实验现象是____________________________ 。
(3)另一小组设计如图所示的装置图(夹持和加热装置略去)，分别探究SO2和Cl2的性质。
①若从左端分别通入SO2和Cl2，装置A中观察到的现象是否相同？____ (填“相同”或“不同”)。
②若装置B中装有5.0 mL 1.0 mol·L－1碘水，当通入足量Cl2完全反应后，共转移了5.0×10－2 mol电子，该反应的化学方程式为_______________ 。
(4)若由元素S和O组成－2价酸根离子X，X中S和O的质量比为4∶3；当Cl2与含X的溶液完全反应后，有黄色沉淀产生，取上层清液加入氯化钡溶液，有白色沉淀产生。写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式：______________ 。
(1)气体发生装置A产生的气体是
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a．若Cl2过量：取适量装置D中溶液滴入盛有
b．若SO2过量：取适量装置D中溶液滴入盛有
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①若从左端分别通入SO2和Cl2，装置A中观察到的现象是否相同？
②若装置B中装有5.0 mL 1.0 mol·L－1碘水，当通入足量Cl2完全反应后，共转移了5.0×10－2 mol电子，该反应的化学方程式为
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解答题-工业流程题
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(0.4)
解题方法
【推荐2】软锰矿主要成分为MnO2，还含有CaCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。工业上利用软锰矿制取碳酸锰(MnCO3)流程如下：
其中，还原焙烧主反应为：2MnO2+C=2MnO+CO2↑。根据要求回答问题：
(1)步骤D中Fe2+被氧化，该反应的离子方程式为______________ 。
(2)步骤H的离子方程式为______________ 。
(3)加入Na2S可以除去Pb2+、Al3+等离子。已知Ksp(PbS)=1×10-28，Ksp(MnS)= 1×10-9.6，当溶液中c(Pb2+)=1×10-5mol·L-1时，溶液中c(Mn2+)允许的最大值为______________ 。
(4)pH=0的溶液中，不同价态锰的微粒的能量（△G）如右图。若某种含锰微粒（如Mn3+）的能量处于相邻价态两种微粒（Mn2+和MnO2）能量连线左上方，则该微粒不稳定并发生歧化反应，转化为相邻价态的微粒。
①MnO
能否稳定存在于pH=0的溶液中？答：______________ （“能”或“不能”）；
②将Mn3+歧化反应设计为原电池，可测定反应平衡常数。电池负极反应为________ ，平衡常数表达式为______________ ；
③实验室可利用以下反应检验Mn2+存在：2Mn2++ 5S2O
+ 8H2O → 16H++ 10SO+ 2MnO
，确认Mn2+存在的现象是_____________ ；检验时必须控制Mn2+浓度和用量不能过大，否则实验失败。理由是______________ 。
其中，还原焙烧主反应为：2MnO2+C=2MnO+CO2↑。根据要求回答问题：
(1)步骤D中Fe2+被氧化，该反应的离子方程式为
(2)步骤H的离子方程式为
(3)加入Na2S可以除去Pb2+、Al3+等离子。已知Ksp(PbS)=1×10-28，Ksp(MnS)= 1×10-9.6，当溶液中c(Pb2+)=1×10-5mol·L-1时，溶液中c(Mn2+)允许的最大值为
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①MnO
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【推荐3】钼(Mo)是一种重要的过渡金属元素，在电子行业有可能取代石墨烯，其化合物钼酸钠晶体(Na2MoO4·10H2O)可制造金属缓蚀剂。由钼精矿(主要成分MoS2，含有少量不反应杂质)制备钼及钼酸钠晶体的工艺流程如下：
(1)焙烧时，下列措施有利于使钼精矿充分反应的是___________ 。(填序号)。
a.适当增大空气的用量 b.增大钼精矿的量c.将矿石粉碎
(2)“碱浸”过程中反应的离子方程式为___________ 。
(3)已知钼酸钠的溶解度曲线如图所示，要获得钼酸钠晶体Na2MoO4·10H2O的操作2为___________ 、___________ 、过滤，洗涤烘干。
(4)在碱性条件下，将钼精矿加入到足量的NaClO溶液中，也可以制备钼酸钠，可观察到钼精矿逐渐溶解至固体消失。该反应的离子方程式为___________ 。空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO4-Fe2O3保护膜。密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除需加入钼酸盐外还需加入物质是( )
A．通适量的N2 B．油脂 C．NaNO2 D．盐酸
(5)焙烧炉中也会发生MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2.若反应中转移3mole-，则消耗的还原剂的物质的量为___________ 。
(6)在实际生产中会有少量SO
生成，用固体Ba(OH)2除去。在除SO前测定碱浸液中c(MoO)=0.80mol/L，c(SO)=0.02mol/L，当BaMoO4开始沉淀时，SO的去除率为___________ 。［Ksp(BaSO4)=1.1x10-10，Ksp(BaMoO4)=4.0x10-8溶液体积变化可忽略不计］。
(1)焙烧时，下列措施有利于使钼精矿充分反应的是
a.适当增大空气的用量 b.增大钼精矿的量c.将矿石粉碎
(2)“碱浸”过程中反应的离子方程式为
(3)已知钼酸钠的溶解度曲线如图所示，要获得钼酸钠晶体Na2MoO4·10H2O的操作2为
(4)在碱性条件下，将钼精矿加入到足量的NaClO溶液中，也可以制备钼酸钠，可观察到钼精矿逐渐溶解至固体消失。该反应的离子方程式为
A．通适量的N2 B．油脂 C．NaNO2 D．盐酸
(5)焙烧炉中也会发生MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2.若反应中转移3mole-，则消耗的还原剂的物质的量为
(6)在实际生产中会有少量SO
生成，用固体Ba(OH)2除去。在除SO前测定碱浸液中c(MoO)=0.80mol/L，c(SO)=0.02mol/L，当BaMoO4开始沉淀时，SO的去除率为
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解答题-工业流程题
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐1】我国科学家研制的第二代“彩虹鱼”万米级深海着陆器所用的金属材料主要是钛合金。以钛铁矿(成分：FeTiO3及少量Fe2O3、FeO等杂质)为主要原料制钛的流程如下：
已知：①钛在常温下不与强酸、强碱反应：
②Ti4+易水解生成TiO2+，TiO2+进一步水解可得H2TiO3。
(1)“废气”中含有少量空气污染物，其分子式为_______ 。
(2)“150-200°C溶煮”时生成Ti(SO4)2和TiOSO4且有气体产生，写出生成TiOSO4反应的化学方程式_______ 。
(3)沉淀池中加入Fe时，开始无气泡，溶液由棕黄色变浅绿色，片刻后有无色无味气体产生。写出Fe参与的离子反应方程式_______ 。
(4)已知FeSO4在水中的溶解度曲线如图所示，由此可知在沉淀池由溶液获得目标物质的方法是_______ 。
(5)“加热煮沸”操作的主要目的是_______ 。
(6)简述“精炼”阶段，从Ti、Mg混合物获得Ti的实验方案是_______ 。
已知：①钛在常温下不与强酸、强碱反应：
②Ti4+易水解生成TiO2+，TiO2+进一步水解可得H2TiO3。
(1)“废气”中含有少量空气污染物，其分子式为
(2)“150-200°C溶煮”时生成Ti(SO4)2和TiOSO4且有气体产生，写出生成TiOSO4反应的化学方程式
(3)沉淀池中加入Fe时，开始无气泡，溶液由棕黄色变浅绿色，片刻后有无色无味气体产生。写出Fe参与的离子反应方程式
(4)已知FeSO4在水中的溶解度曲线如图所示，由此可知在沉淀池由溶液获得目标物质的方法是
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(6)简述“精炼”阶段，从Ti、Mg混合物获得Ti的实验方案是
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解答题-工业流程题
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(0.4)
名校
【推荐2】二氧化硫对环境有一定的负面影响，对
的处理和利用是科学研究的重要课题之一。
．用石灰石、氨水等脱硫。以硫酸工业的二氧化硫尾气、氨水、石灰石、碳酸氢铵和氯化钾等为原料，可以制备有重要应用价值的硫酸钾、亚硫酸铵等物质，制备流程如下：的一种常用方法，其总反应的化学方程式为___________ 。
②研究发现，pH和温度对石灰石浆液的脱硫效率有一定影响。当烟气通入速度一定时，石灰石浆液的脱硫率与浆液pH的关系如图所示。___________ 。
a．烟气通入石灰石浆液时的温度越高，吸收越快，吸收率越高
b．反应时需鼓入足量的空气以保证被充分氧化生成
c．将脱硫后的气体通入
溶液，可粗略判断烟气脱硫效率
d．石灰石浆液pH>5.7烟气脱硫效果降低，是因为石灰石的溶解程度增大
(2)生产中，需要向反应的溶液中加入适量强还原剂，其目的是___________ 。
(3)反应
所得的滤液中所含阳离子的电子式为___________ ，检验该滤液中所含阴离子的方法是：取少量滤液于试管中，___________ 。
(4)
可用于电厂等烟道气中脱氮。将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氨肥。写出用溶液吸收NO的离子方程式___________ 。
．
还原法也是处理硫酸厂废气的方法之一、400℃时，将和含的尾气按一定比例混合，以一定流速通过装有
的负载型催化剂(
为催化剂，
为载体)，发生反应。
(5)该反应生成s单质和水，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________ 。
的处理和利用是科学研究的重要课题之一。．用石灰石、氨水等脱硫。以硫酸工业的二氧化硫尾气、氨水、石灰石、碳酸氢铵和氯化钾等为原料，可以制备有重要应用价值的硫酸钾、亚硫酸铵等物质，制备流程如下：
的一种常用方法，其总反应的化学方程式为②研究发现，pH和温度对石灰石浆液的脱硫效率有一定影响。当烟气通入速度一定时，石灰石浆液的脱硫率与浆液pH的关系如图所示。
a．烟气通入石灰石浆液时的温度越高，吸收越快，吸收率越高
b．反应时需鼓入足量的空气以保证
被充分氧化生成c．将脱硫后的气体通入
溶液，可粗略判断烟气脱硫效率d．石灰石浆液pH>5.7烟气脱硫效果降低，是因为石灰石的溶解程度增大
(2)生产中，需要向反应的溶液中加入适量强还原剂，其目的是
(3)反应
所得的滤液中所含阳离子的电子式为(4)
可用于电厂等烟道气中脱氮。将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氨肥。写出用溶液吸收NO的离子方程式．还原法也是处理硫酸厂废气的方法之一、400℃时，将和含的尾气按一定比例混合，以一定流速通过装有的负载型催化剂(为催化剂，为载体)，发生反应。(5)该反应生成s单质和水，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
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解答题-工业流程题
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(0.4)
名校
【推荐3】某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及氧化物
、
，还有少量其他不溶于酸溶液和碱溶液的物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体
：
室温下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：
(1)“碱浸”时需要充分搅拌，其目的是________ 。
(2)“碱浸”中NaOH的作用除去除催化剂表面的油脂外，还与催化剂中Al和反应生成________ （填物质的化学式），使Al元素进入“滤液①”。
(3)“滤液②”中主要含有金属离子“
”和“
”，则“转化”中加入
的主要作用是________ （用离子方程式表示）。
(4)写出
的溶度积常数的表达式
________ ，利用上述表格数据，计算的溶度积常数________ （列出计算式即可，不用化简）。如果“转化”后的溶液中浓度为
，则“调pH”应控制pH不超过________ （填数值）。
、，还有少量其他不溶于酸溶液和碱溶液的物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体：室温下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子 |
|
|
|
|
开始沉淀时 | 7 | 4 | 2 | 8 |
沉淀完全时 | 9 | 5 | 3 | 9 |
的pH
的pH(1)“碱浸”时需要充分搅拌，其目的是
(2)“碱浸”中NaOH的作用除去除催化剂表面的油脂外，还与催化剂中Al和
反应生成(3)“滤液②”中主要含有金属离子“
”和“”，则“转化”中加入的主要作用是(4)写出
的溶度积常数的表达式的溶度积常数浓度为，则“调pH”应控制pH不超过
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【推荐1】丙烯是重要的化工原料，可用于生产丙醇、卤代烃和塑料。
(1)工业上用丙烯加成法制备1，2—二氯丙烷，主要副产物为3—氯丙烯， 反应原理为：
Ⅰ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g) △H1=—134 kJ/mol
Ⅱ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) △H2=—102 kJ/mol
则CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)CH2ClCHClCH3(g) △H3=_______ kJ/mol
(2)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3，分别在A、B两种不同便化利作用下发生反应，一段时间后测得CH2ClCHClCH3的产率与温度的关系如下图所示。
下列说法错误的是_______(填代号)。
(3)C3H8(g) C3H6(g)+H2(g)在不同温度下达到平衡，在总压强分别为p1和p2时，测得丙烷及丙烯的物质的量分数如图所示。
①p1_______ p2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②起始时充入一定量丙烷，在恒压p1=0.2MPa条件下发生反应，Q点对应温度下丙烷的转化率为_______ (保留1位小数)，该反应的平衡常数Kp=_______ MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(4)下图是一个电化学过程的示意图：
①写出甲池中通入CH3OH一极的电极反应式：_______ 。
②丙池是体积为100 mL 含有如下离子的溶液：
电解一段时间后，当两极收集到相同条件下相同体积的气体时，阳板上收集到氧气的物质的量为_______ 。(忽略溶液体积的变化和气体产物的溶解)
(1)工业上用丙烯加成法制备1，2—二氯丙烷，主要副产物为3—氯丙烯， 反应原理为：
Ⅰ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
CH2ClCHClCH3(g) △H1=—134 kJ/molⅡ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) △H2=—102 kJ/mol则CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)
CH2ClCHClCH3(g) △H3=(2)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3，分别在A、B两种不同便化利作用下发生反应，一段时间后测得CH2ClCHClCH3的产率与温度的关系如下图所示。
下列说法错误的是_______(填代号)。
| A．使用催化剂A的最佳温度约为250℃ |
| B．相同条件下，改变压强不影响CH2ClCHClCH3的产率 |
| C．两种催化剂均能降低反应的活化能，但△H不变 |
| D．P点可能为对应温度下CH2ClCHClCH3的平衡产率 |
C3H6(g)+H2(g)在不同温度下达到平衡，在总压强分别为p1和p2时，测得丙烷及丙烯的物质的量分数如图所示。①p1
②起始时充入一定量丙烷，在恒压p1=0.2MPa条件下发生反应，Q点对应温度下丙烷的转化率为
(4)下图是一个电化学过程的示意图：
①写出甲池中通入CH3OH一极的电极反应式：
②丙池是体积为100 mL 含有如下离子的溶液：
| 离子 | Cu2+ | H+ | Cl— |  |
| 浓度(mol/L) | 1.0 | 4.0 | 4.0 | 1.0 |
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【推荐2】研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)以CO2为原料合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例，该过程分两步进行：
第一步：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H =+41.3kJ·mol-1
第二步：2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H =+210.5kJ·mol-1
①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为___________ 。
②一定条件下的密闭容器中，上述反应达到平衡后，要加快反应速率并提高CO2的转化率，可以采取的措施是___________ (填标号)。
A﹒减小压强 B﹒增大H2浓度 C﹒加入适当催化剂 D﹒分离出水蒸气
(2)另外工业上还可用CO2和H2在230℃ 催化剂条件下生成甲醇。现在10L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示：
①能判断该反应达到化学平衡状态的是___________ (填标号)。
A﹒c(H2)：c(CH3OH)=3：1 B﹒容器内氢气的体积分数不再改变
C﹒容器内气体的密度不再改变 D﹒容器内压强不再改变
②上述反应的△H______ 0(填“>”或“<”)，图中压强P1_______ P2(填“>”或“<”)。
③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的9/10，据此计算Q点H2的转化率为___________ 。
④图中M、N、Q三点平衡常数关系为：M________ N_________ Q(填“>”、“=”、“<”) 计算N点时，该反应的平衡常数K=________ (计算结果保留两位小数)。
(1)以CO2为原料合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例，该过程分两步进行：
第一步：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H =+41.3kJ·mol-1第二步：2CO(g)+4H2(g)
C2H4(g)+2H2O(g) △H =+210.5kJ·mol-1①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为
②一定条件下的密闭容器中，上述反应达到平衡后，要加快反应速率并提高CO2的转化率，可以采取的措施是
A﹒减小压强 B﹒增大H2浓度 C﹒加入适当催化剂 D﹒分离出水蒸气
(2)另外工业上还可用CO2和H2在230℃ 催化剂条件下生成甲醇。现在10L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)，在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示：①能判断该反应达到化学平衡状态的是
A﹒c(H2)：c(CH3OH)=3：1 B﹒容器内氢气的体积分数不再改变
C﹒容器内气体的密度不再改变 D﹒容器内压强不再改变
②上述反应的△H
③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的9/10，据此计算Q点H2的转化率为
④图中M、N、Q三点平衡常数关系为：M
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐3】I.以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
反应I：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ•mol-1
反应II：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
反应III：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3>0
回答下列问题：
(1)已知反应II低温下自发，则ΔH2____ 0kJ•mol-1(填“﹥”或“﹤”)。
(2)一定条件下，向体积一定的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应，达到平衡时，测定CO2的平衡转化率为60%，CH3OH选择性为50%，求此温度下反应III的平衡常数K=___ 。(CH3OH选择性=
×100%)
(3)不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，实验测定CH3OH的平衡产率(图甲)随温度的变化关系如图所示。
①图甲中，压强p1、p2、p3由大到小的顺序为___ ；
②图甲中，一定压强下，CH3OH的平衡产率随温度升高而下降的原因是___ 。
II.(4)某课题组利用CO2在Ni粉催化氢化制甲烷的研究过程如下：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。反应结束后，气体中检测到CH4、H2、CO2、H2O外，还检测到HCOOH。CH4、HCOOH、H2的产量和镍粉用量的关系如图所示(仅改变镍粉用量，其他条件不变)
已知：HCOOH是CO2转化为CH4的中间体，即：CO2
HCOOH
CH4。下列说法正确的是___ (填字母)
A.镍粉反应I和II的催化剂 B.镍粉仅为反应II的催化剂。
C.反应I的活化能大于反应II的活化能 D.增大CO2浓度有利于提高CO2平衡转化率
反应I：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ•mol-1反应II：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH2反应III：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH3>0回答下列问题：
(1)已知反应II低温下自发，则ΔH2
(2)一定条件下，向体积一定的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应，达到平衡时，测定CO2的平衡转化率为60%，CH3OH选择性为50%，求此温度下反应III的平衡常数K=
×100%)(3)不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，实验测定CH3OH的平衡产率(图甲)随温度的变化关系如图所示。
①图甲中，压强p1、p2、p3由大到小的顺序为
②图甲中，一定压强下，CH3OH的平衡产率随温度升高而下降的原因是
II.(4)某课题组利用CO2在Ni粉催化氢化制甲烷的研究过程如下：CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)。反应结束后，气体中检测到CH4、H2、CO2、H2O外，还检测到HCOOH。CH4、HCOOH、H2的产量和镍粉用量的关系如图所示(仅改变镍粉用量，其他条件不变)已知：HCOOH是CO2转化为CH4的中间体，即：CO2
HCOOHCH4。下列说法正确的是A.镍粉反应I和II的催化剂 B.镍粉仅为反应II的催化剂。
C.反应I的活化能大于反应II的活化能 D.增大CO2浓度有利于提高CO2平衡转化率
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【推荐1】二氧化碳的转化和利用是重要的研究课题。“碳达峰”“碳中和”“低碳”成为近年热词。请回答：
(1)利用CO2和H2为原料可生产乙烯。已知：
反应I： CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g) △H1=-166.8 kJ·mol-1
反应II： 3CO2(g)+10H2(g)C3H8(g)+6H2O(g) △H2=-493.2 kJ·mol-1
反应III：C3H8(g)CH2=CH2(g)+CH4(g) △H3=+80.0 kJ·mol-1
①反应Ⅳ： 2CO2(g)+6H2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=_______ kJ·mol-1
②在某催化剂作用下，2.0 L恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，主要发生反应Ⅰ和反应Ⅳ。反应进行t min，测得两种烃的物质的量随温度变化如下图。840℃ 时，C2H4的量比CH4多得多的原因是_______ ；不改变投料且反应t min，520℃时，若要提高C2H4的产率，可采取的措施是_______ ；520℃时0~t min内反应Ⅳ的平均反应速率v(C2H4)=_______ (用含 t的代数式表示)。
(2)CO2加氢可制备HCOOH：CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) △H=-31.4 kJ•mol-1。
实验测得：v正=k正c(CO2)•c(H2)，v逆=k逆c(HCOOH)，k正、k逆为只与温度有关的速率常数。将一定量CO2和H2充入固定体积为1 L的密闭容器中发生反应。温度为T1℃时，平衡常数K=0.8，则k逆=_______ k正；温度为T2℃时，k正=1.2k逆，则 T2℃时平衡压强_______ (填 “>”“＜”或“=”)T1℃时平衡压强。
(3)标准平衡常数Kθ可以表示平衡时各物质的关系，如反应A(aq)+2B(g)⇌C(g)+D(aq)的Kθ=
其中cθ=1 mol/L，pθ为标准大气压(1×105 Pa)，p(B)、p(C)分别为平衡时气体的分压，c为平衡时物质的量浓度。N-甲基二乙醇胺(MDEA)吸收CO2的反应可表示为： MDEA(aq)+CO2(g)+H2O(l) MDEAH+(aq)+HCO
(aq) 。T℃时，在刚性密闭容器中有20 L 2.5 mol/L的 MDEA 溶液，N2(不参加反应)和 CO2混合气体 16 mol，起始气体总压为pθ，充分吸收后，MDEA浓度降低为2.1 mol/L，CO2的吸收率为80%，则该反应的Kθ=_______ (忽略溶液体积变化，计算结果保留两位小数)。
(4)设计CO2熔盐捕获及电化学转化装置如图。a极的电极反应式为_______ 。
(1)利用CO2和H2为原料可生产乙烯。已知：
反应I： CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g) △H1=-166.8 kJ·mol-1反应II： 3CO2(g)+10H2(g)
C3H8(g)+6H2O(g) △H2=-493.2 kJ·mol-1反应III：C3H8(g)
CH2=CH2(g)+CH4(g) △H3=+80.0 kJ·mol-1①反应Ⅳ： 2CO2(g)+6H2(g)
CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=②在某催化剂作用下，2.0 L恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，主要发生反应Ⅰ和反应Ⅳ。反应进行t min，测得两种烃的物质的量随温度变化如下图。840℃ 时，C2H4的量比CH4多得多的原因是
(2)CO2加氢可制备HCOOH：CO2(g)+H2(g)
HCOOH(g) △H=-31.4 kJ•mol-1。实验测得：v正=k正c(CO2)•c(H2)，v逆=k逆c(HCOOH)，k正、k逆为只与温度有关的速率常数。将一定量CO2和H2充入固定体积为1 L的密闭容器中发生反应。温度为T1℃时，平衡常数K=0.8，则k逆=
(3)标准平衡常数Kθ可以表示平衡时各物质的关系，如反应A(aq)+2B(g)⇌C(g)+D(aq)的Kθ=
其中cθ=1 mol/L，pθ为标准大气压(1×105 Pa)，p(B)、p(C)分别为平衡时气体的分压，c为平衡时物质的量浓度。N-甲基二乙醇胺(MDEA)吸收CO2的反应可表示为： MDEA(aq)+CO2(g)+H2O(l) MDEAH+(aq)+HCO (aq) 。T℃时，在刚性密闭容器中有20 L 2.5 mol/L的 MDEA 溶液，N2(不参加反应)和 CO2混合气体 16 mol，起始气体总压为pθ，充分吸收后，MDEA浓度降低为2.1 mol/L，CO2的吸收率为80%，则该反应的Kθ=(4)设计CO2熔盐捕获及电化学转化装置如图。a极的电极反应式为
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】锰(25Mn)及其化合物是目前前沿科学研究的热点。按要求回答下列问题。
(1)锰元素在元素周期表中的位置是___________ 。
(2)某晶体锰的面心立方晶胞如图所示。
①该晶胞中含Mn原子的个数为___________ ；
②晶体锰中每个Mn原子距离最近的Mn原子数目为___________ 。
③设该晶胞参数棱长为
。则晶体锰的密度为___________ 
(列算式)
(3)锰的冶炼有多种方法，其中以某锰矿(主要成分为
，主要杂质有
)为原料，设计如下流程可制得金属Mn。
已知：金属硫化物的溶度积常数如下表。
①脱硫步骤：硫化物均转化为单质S，其反应中的氧化剂为___________ ；
能被部分反应而得到的产物为___________ 。
②酸浸步骤：ⅰ反应后的溶液中含，写出ⅱ反应的离子方程式：___________ ；滤渣1含有的物质有___________ 。若未经脱硫直接酸浸，不利的方面是___________ 。
③调
的目的为去除铁元素，则产生滤渣2的离子方程式：___________ ；
④除杂步骤：滤渣3中主要有___________ 。
⑤电解步骤：惰性阳极产生
的反应式为___________ 。
(1)锰元素在元素周期表中的位置是
(2)某晶体锰的面心立方晶胞如图所示。
①该晶胞中含Mn原子的个数为
②晶体锰中每个Mn原子距离最近的Mn原子数目为
③设该晶胞参数棱长为
。则晶体锰的密度为(列算式)(3)锰的冶炼有多种方法，其中以某锰矿(主要成分为
，主要杂质有)为原料，设计如下流程可制得金属Mn。已知：金属硫化物的溶度积常数如下表。
| 物质 | CuS | MnS | FeS |
 |  |  |  |
能被部分反应而得到的产物为②酸浸步骤：ⅰ反应后的溶液中含
，写出ⅱ反应的离子方程式：③调
的目的为去除铁元素，则产生滤渣2的离子方程式：④除杂步骤：滤渣3中主要有
⑤电解步骤：惰性阳极产生
的反应式为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】工业上
催化重整制合成气反应为：
(l)标准摩尔生成焓指由元素最稳定的单质生成
纯化合物时的反应焓变。
已知几种物质的标准摩尔生成焓
如表所示：
计算反应
的
_______ 
。
(2)镍是
催化重整中最有效的催化剂之一，其催化活性受积炭影响非常大。
①甲烷转化率较高时，积炭主要由吸附在催化剂表面的 CO 歧化反应产生，产生积碳的化学方程式为_______ ；
②消炭是把碳单质转化为气态碳化合物，有关积炭和消炭的说法正确的是_______ (填标号)。
A.在一定的温度下，甲烷的裂解也会产生积炭
B.MgO 对
有吸附作用，镍催化剂添加 MgO 助剂有利于消炭
C.通入足量的
也可消除积炭
(3)在炭催化剂重整制合成气时，
和的转化率受炭催化剂的颗粒大小、与 流量比、温度、时间等因素的影响。(已知：目数越大表示颗粒越小。)
①图 1 可知要提高甲烷转化率可以适当_______ ， 可能原因是_______ 。
②图 2 中，F 为与的流量比，①②③为的转化率随时间变化曲线，④⑤⑥为 的转化率随时间变化的曲线。综合考虑和的转化率，与最理想的流量比F=_______ 。
(3)转化为醋酸的厌氧微生物电解池装置如图所示，其阴极的电极反应式为_______ 。
催化重整制合成气反应为：(l)标准摩尔生成焓指由元素最稳定的单质生成
纯化合物时的反应焓变。已知几种物质的标准摩尔生成焓
如表所示：| 物质 |  | CO(g) |  |  |
生成焓 |  |  |  | 0 |
的。(2)镍是
催化重整中最有效的催化剂之一，其催化活性受积炭影响非常大。①甲烷转化率较高时，积炭主要由吸附在催化剂表面的 CO 歧化反应产生，产生积碳的化学方程式为
②消炭是把碳单质转化为气态碳化合物，有关积炭和消炭的说法正确的是
A.在一定的温度下，甲烷的裂解也会产生积炭
B.MgO 对
有吸附作用，镍催化剂添加 MgO 助剂有利于消炭C.通入足量的
也可消除积炭(3)在炭催化剂重整制合成气时，
和的转化率受炭催化剂的颗粒大小、与 流量比、温度、时间等因素的影响。(已知：目数越大表示颗粒越小。)①图 1 可知要提高甲烷转化率可以适当
②图 2 中，F 为
与的流量比，①②③为的转化率随时间变化曲线，④⑤⑥为 的转化率随时间变化的曲线。综合考虑和的转化率，与最理想的流量比F=(3)
转化为醋酸的厌氧微生物电解池装置如图所示，其阴极的电极反应式为
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