題型14化學(xué)反應(yīng)原理綜合應(yīng)用

"八省”聯(lián)考典題

1.(2025年1月?“八省聯(lián)考”河南卷)硅是電子工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體材料，少量磷的摻入可提高

硅的導(dǎo)電性能。Zn高溫還原SiCM沸點(diǎn)57.6℃)是生產(chǎn)多晶硅的一種方法。回答下列問(wèn)題：

⑴基態(tài)Zn原子的價(jià)電子排布式為,SiCL晶體的類(lèi)型為=

(2)化合物H3BPF3的結(jié)構(gòu)如圖1所示，H3BPF3中F-P-F鍵角略大于PF3分子中的F-P-F鍵角，原因

是o

A/

H-B-P<—F

HF

圖1

(3)Si、P和Zn三種元素組成化合物的晶胞如圖2所示(晶胞參數(shù)a=bwc,a=。=y=90。)，若將M點(diǎn)Si

原子作為晶胞頂點(diǎn)，則N點(diǎn)Si原子在晶胞中的位置為(填“面心”“棱中點(diǎn)”或“體心”)。

OZn

?Si

OP

圖2

(4)在Zn還原SiCL的過(guò)程中會(huì)生成副產(chǎn)物SiCl2,抑制SiCb生成可以增加Si產(chǎn)量并降低生產(chǎn)能耗。該

過(guò)程存在如下主要化學(xué)反應(yīng)：

反應(yīng)I：SiC14(g)+2Zn(g)2ZnCl2(g)+Si(s)AHi=-134kJ-moL

1

反應(yīng)II：SiC14(g)+Zn(g)ZnCl2(g)+SiCl2(g)AH2=+98kJmol

反應(yīng)III：SiCU(g)+Si(s)2SiCl2(g)AH3

_1

@AH3=kJmolo

②在總壓分別為Pl、必和.下，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)：SiCb物質(zhì)的量與初始SiCL物質(zhì)的量的比值X隨溫度變

化如圖3所示。圖中壓強(qiáng)由大到小順序?yàn)椋袛嗟囊罁?jù)是。在一定溫度、180kPa條件下，

體系中初始：SiCL(g)和Zn(g)分別為Imol和4mol,假設(shè)此條件下生成的SiCb忽略不計(jì)，恒壓反應(yīng)4min時(shí),

Si。分壓變?yōu)?0kPa,0?4min內(nèi)用SiCL分壓表示的平均反應(yīng)速率為kPa-min^1,此時(shí)可生成硅.

g°

2.(2025年1月?“八省聯(lián)考”內(nèi)蒙古卷)在傳統(tǒng)克勞斯工藝制備S2的基礎(chǔ)上，科研工作者提出分解H2s

制備S2同時(shí)獲取印的新方法，反應(yīng)如下：

反應(yīng)1：2H2S(g)+O2(g)=2H2O(g)+S2(g)AH1

反應(yīng)2：2H2S(g)2H2(g)+S2(g)AH2

(1)傳統(tǒng)克勞斯工藝反應(yīng)如下，則AHi=0

1

2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)AH3=-1036kJmol-

4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)AH4=+94kJ-moL⑵按照新方法，向1L恒容容器中通入0.01mol

混合氣體［n(Ar):n(H2S):n(C>2)=88:10:2］。H2s的轉(zhuǎn)化率⑹與溫度關(guān)系曲線(xiàn)如圖1所示，三條曲線(xiàn)分別

代表平衡轉(zhuǎn)化率及相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)有、無(wú)催化劑的轉(zhuǎn)化率。

①代表平衡轉(zhuǎn)化率的曲線(xiàn)是(填“I”“H”或“III”)。

②A(yíng)H?0(填或">”)；新方法加入部分。2，而未采用H2s直接分解法的原因是，

③P點(diǎn)n(H2)=1.0xl(Hmol,此時(shí)n(S)=mol,反應(yīng)2的平衡常數(shù)K=.

⑶1000℃時(shí)，恒容容器中發(fā)生反應(yīng)2,H2s和H2的體積分?jǐn)?shù)(叫隨時(shí)間變化曲線(xiàn)如圖2所示。下列說(shuō)法

正確的是

“ms

圖2

A.反應(yīng)2在M點(diǎn)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)B.40ms時(shí)，通入Ar,或員$)不變

C.H2S的反應(yīng)速率：v(M)>v(N)D.50ms時(shí)，降低溫度，區(qū)的產(chǎn)率增加

(4)NiO可催化分解H?S。形成立方NiO時(shí)，Ni2+的3d軌道分裂為兩組。請(qǐng)參照基態(tài)原子核外電子排布

規(guī)律將Ni2+的價(jià)電子填充至圖3中，完成軌道表示式.

E□□

□□□

圖3

3.(2025年1月?“八省聯(lián)考”四川卷)甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯是提高甲烷附加值的一項(xiàng)重要研究課題，其涉

及的反應(yīng)如下：

①4cH4(g)+02(g)2C2H6(g)+2H2O(g)AH1=-354kJ-mol-'

1

②2cH4(g)+C)2(g)C2H4(g)+2H2O(g)AH2=-282kJmol-

1

@CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)AH3=-803kJmol-

己知：以乙烯為例，其選擇性定義為加之烯X100%。

zn乙烯十乙烷十neo?

回答下列問(wèn)題:

(1)c2H6氧化生成C2H4的熱化學(xué)方程式④為,反應(yīng)的AS0(填“〉”或或"=")，反應(yīng)—

(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。

(2)CH4氧化偶聯(lián)生成C2H4分步進(jìn)行，C2H6和C2H4的選擇性隨反應(yīng)時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，第一步

反應(yīng)的產(chǎn)物為=

反應(yīng)時(shí)間

(3)恒壓進(jìn)料，原料氣的n(CHQ：n(C>2)對(duì)CH轉(zhuǎn)化率與C2H6、C2H4、CO?選擇性的影響如圖所示，根據(jù)

本研究課題的目的，n(CH4)：n(02)在_______(填“2?3”或“3?4”)更優(yōu)，其原因是.

%

、

裝

造

綱

澈

>

>

)

群

(4)一定條件下，C2H4的生成速率v與。2分壓p間的關(guān)系為：lgv=；lgp+l」。若O2的初始分壓為Po,

3

隨著反應(yīng)進(jìn)行，當(dāng)C2H4的生成速率V降低到其初始生成速率％的I時(shí)，則。2分壓p=_______(用Po表示)。

(5)若n(CH4)：n(O2)=3.5：k初始?jí)簭?qiáng)為450kPa,在恒容反應(yīng)器中達(dá)平衡，(2凡的轉(zhuǎn)化率為30%,C2H4

和C2H6的選擇性均為40%,則反應(yīng)④的平衡常數(shù)kPa(保留整數(shù))。

4.(2025年1月?“八省聯(lián)考”云南卷)氮化帆(VN)廣泛用于鋼鐵產(chǎn)業(yè)、儲(chǔ)能、工業(yè)催化等領(lǐng)域。工業(yè)上

可采用碳熱還原氮化法制備VN,lOOkPa、1317.0K時(shí)熱化學(xué)方程式及平衡常數(shù)如下：

V2O5(s)+3C(s)+N2(g)=2VN(s)+3CO(g)AHKp

回答下列問(wèn)題：

(1)帆元素在元素周期表中屬于______區(qū)。

(2)反應(yīng)I分兩步進(jìn)行：

l

II.V2O5(s)+4C(S)=V2C(S)+3CO(g)AH1=+742,0kJmOrKpl

1

III.V2O5(s)+N2(g)=2VN(s)+C(s)AH2=-304.2kJmolKp2

1

①反應(yīng)I的AH=kJ-mol,Kp=(fflKpl和Kp2表示)。

②升溫有利于提高VN產(chǎn)率，從平衡移動(dòng)角度解釋0

（3）通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算，不同壓強(qiáng)下反應(yīng)I的AG隨T變化如圖所示，（填“高溫低壓”或“低溫高

壓”）有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行（已知AG<0時(shí)，反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行）。

200-1------------------------------------------------------------------------------

oo

-

-

o-

EO-

.OO

2一-

9、

V-

-400

8009001000110012001300140015001600

77K

（4）用參與反應(yīng)可能的機(jī)理示意圖如下。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（填標(biāo)號(hào)）。

ONOO?COV

A.反應(yīng)過(guò)程中有非極性鍵斷裂

B.m與V原子直接反應(yīng)生成VN

C.該反應(yīng)中活性位點(diǎn)是碳原子

（5）反應(yīng)過(guò)程中，含帆化合物的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下圖所示，前30向11內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速率丫（、咕）=

時(shí)的氮化率為一％（保留一位小數(shù)，已知氮化率=黑牌湍^必％）。

20

Eo

A

S

g

眼

蜃

100

//min

5.（2025年1月?“八省聯(lián)考”陜西、山西、寧夏、青海卷）1,3-丁二烯（C4H6,簡(jiǎn)稱(chēng)丁二烯）是生產(chǎn)橡膠

的一種重要原料，其制備方法不斷創(chuàng)新。

I.1-丁烯（C4H8）催化脫氫法是工業(yè)生產(chǎn)丁二烯的方法之一。

（1）25℃時(shí)，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：

物質(zhì)c4H8(g)c4H6(g)H2(g)

燃燒熱AH/CkJmol1)a-2542-286

已知：C4H8（g）=C4H6（g）+H2（g）AH=+HOkJ-mol1,則2==

（2）將一定量的1-丁烯在密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng)，測(cè)得不同溫度下1-丁烯的平衡轉(zhuǎn)化率與體系壓強(qiáng)的

關(guān)系如圖所示。

/%

<

w

群

避

于

①圖中溫度T由高到低的順序?yàn)?判斷依據(jù)為

WC4H6)/00][MH2)//]

②己知C4H8?=C4H6（g）+H2（g）的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)=其中p?=0.1MPa,

0

[^(C4H8)/j9]

則T?溫度下，該反應(yīng)的k?=.

II.電化學(xué)催化還原乙快法條件溫和，安全性高。在室溫下，某團(tuán)隊(duì)以KOH溶液為電解液，電催化還

原乙煥制備丁二烯。

(3)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，溶解在電解液中的C2H2吸附在催化劑表面，該吸附過(guò)程的燧變AS0(填“

或“=”)，生成丁二烯的電極反應(yīng)式為o

(4)一定時(shí)間內(nèi)，丁二烯的選擇性和通過(guò)電路的總電量隨相對(duì)電勢(shì)變化如下圖所示。

10o

C

8o3

般6

次3

6o

一

更2)

￡、

4o啾

線(xiàn)

U出

H2O也

o

-0.9-1.0-1.1-1.2.1.3

相對(duì)電勢(shì)/V

生成丁二烯消耗的電量XI。。％

已知：丁二烯的選擇性=電量Q=nF,n表示電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的

通過(guò)電路的總電量

量，F(xiàn)=96500Cmor1o

①當(dāng)相對(duì)電勢(shì)為-L0V時(shí)，生成丁二烯的物質(zhì)的量為mol(列計(jì)算式)。

②當(dāng)丁二烯選擇性減小時(shí),陰極產(chǎn)生的物質(zhì)還可能有(填標(biāo)號(hào))O

A.CO2B.H2C.O2D.C3H4

能力強(qiáng)化提分練

1.研究CO2的資源綜合利用，對(duì)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”有重要意義。

⑴在CO2加氫合成CH30H的體系中，同時(shí)發(fā)生以下反應(yīng)：

反應(yīng)I.CC)2(g)+3H2(g)CH30H(g)+H2O(g)AM

1

反應(yīng)n.CO2(g)+H2(g)-CO(g)+H2O(g)AH2=+41kJmol^

1

反應(yīng)ni.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH3=-90kJmor

反應(yīng)I的AZ/i=,該反應(yīng)在(填“高溫”、“低溫”或“任意溫度”)下能自發(fā)。

(2)向體積為1L的密閉容器中，投入ImolCa和3moi應(yīng)，平衡時(shí)CO或CH30H在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量

分?jǐn)?shù)及co2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖:

8o8o

%

6o%

、6o

耕、

^4o凝

4o白

髀

2o2O血

O0

150200250300350400

溫度FC

已知反應(yīng)n的反應(yīng)速率VLk正C(CC)2)-C(H2),V逆=LC(CO)-C(H2O),k正、k逆為速率常數(shù)，c為物質(zhì)

的量濃度。

①圖中m代表的物質(zhì)是0

②150?400C范圍內(nèi)，隨著溫度升高，H2O的平衡產(chǎn)量的變化趨勢(shì)是0

③在p點(diǎn)時(shí)，若反應(yīng)II的k逆=20L/(mol-s),此時(shí)該反應(yīng)的丫正=mol-L-'-s-1；

④已知?dú)怏w分壓=氣體總壓x氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，用平衡分壓代替平衡濃度可以得到平衡常數(shù)Kp；p

點(diǎn)時(shí)體系總壓強(qiáng)為P。，反應(yīng)II的Kp=(保留2位有效數(shù)字)。

⑤由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，隨著溫度逐漸升高，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量幾乎又變回起始的狀態(tài)，原因

是。

2.低碳經(jīng)濟(jì)己成為人們一種新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。

回答下列問(wèn)題：

(1)工業(yè)上用CO2和H?反應(yīng)合成二甲醛。已知：

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AHi=-53.7kJ-mol-'

1

CH3OCH3(g)+H2O(g)^^2CH30H(g)AH2=+23.4kJmor

1

2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)AH3=kJ-molo

(2)二氧化碳的捕集、利用是我國(guó)能源領(lǐng)域的一個(gè)重要戰(zhàn)略方向。科學(xué)家提出由CO2制取C的太陽(yáng)能工

藝如圖：

n(FeO).

已知“重整系統(tǒng)”發(fā)生的反應(yīng)中介dj=6,則FexOy(y<8)的化學(xué)式為,“熱分解系統(tǒng)”中每轉(zhuǎn)移

2moi電子，需消耗Fe。molo

(3)催化時(shí)還可以使用一種無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)作催化劑，其由正離子AtIT+和負(fù)離子X(jué)-組成，該物質(zhì)

50.7℃以上形成無(wú)序結(jié)構(gòu)(高溫相)，50.7℃以下變?yōu)橛行蚪Y(jié)構(gòu)(低溫相)，二者晶體晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:

高溫相低溫相

說(shuō)明：圖中，。球?yàn)樨?fù)離子；高溫相中的?深色球?yàn)檎x子或空位；低溫相中的。球?yàn)殡x子，?球

為B"1卡離子。

i.這種無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的化學(xué)式為o

ii.“高溫相”具有良好的離子導(dǎo)電性，其主要原因是o

(4)銅基催化劑Cu-M(M為ZnO、ZnO/A12O3等)是C02加氫制甲醇常用的催化劑，部分合成路線(xiàn)如圖

所示。

請(qǐng)寫(xiě)出中堿位(a)上發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式

(5)利用電解法在堿性或酸性條件下將CO?還原為CH4和C2H4的原理如下圖所示:

已知：選擇性(S)和法拉第效率(FE)的定義(X代表CH4或C2H4)如下:

n(生成X所用CO?)n(生成X的電子)

s(x)=陰極吸收的CO?幻00%FE(X)=xlOO%

通過(guò)電極的電子

①實(shí)驗(yàn)測(cè)得，堿性條件生成CH4、C2H4總的選擇性小于酸性條件，原因是

②實(shí)驗(yàn)測(cè)得，酸性條件生成CH*C2H4總的法拉第效率小于堿性條件，原因是

3.NO是環(huán)境污染物。

(1)消除NO轉(zhuǎn)化為游離態(tài)的氮。氮元素的單質(zhì)有N2、N4、N8ON4分子有多種結(jié)構(gòu)，一種N4分子中4

個(gè)氮原子在同一平面上，M的結(jié)構(gòu)式為o

(2)以氨氣為原料脫硝除去NO0

①合成氨是人類(lèi)科學(xué)技術(shù)上的一項(xiàng)重大突破，氨的用途廣泛。

已知：2H2(g)+C)2(g)=2H2O(g)AHi=-484kJmor'

4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)AH2=-1266kJmor1

則N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的AH=kJmol'o

②近期我國(guó)科學(xué)家為了解決合成氨反應(yīng)速率和平衡產(chǎn)率的矛盾，選擇使用Fe-TiO2THy雙催化劑，通

過(guò)光輻射產(chǎn)生溫差(如體系溫度為495℃時(shí)，F(xiàn)e的溫度為547℃,而TiO2rHy的溫度為415℃)。結(jié)合圖1示

解釋該雙催化劑的工作原理是.

圖1

(3)以丙烯為原料脫硝除去NO。研究表明催化劑添加助劑后催化活性提高的原因是形成活性CP-參與反

應(yīng)，圖2為丙烯脫硝機(jī)理。

N2

圖2

①圖2中，甲為o（用化學(xué)式表示）

②若參加反應(yīng)的丙烯與NO物質(zhì)的量之比為1：2,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為

⑷以用。2為原料脫硝除去NO。

煙氣中的NO與。2反應(yīng)緩慢。霧化后的田。2在催化劑中Fe元素作用下可以產(chǎn)生具有極強(qiáng)氧化活性的

QH（羥基自由基），QH能將NO快速氧化為NO2、HNO3等物質(zhì)。氏。2在一種固體催化劑表面轉(zhuǎn)化的過(guò)程

如圖3所示:

?La3+

▲Fe3+或Fe2+

OO2'

□O空位

圖3

①圖3所示，過(guò)程（1）可描述為

②化學(xué)式為L(zhǎng)aFeO27的催化劑中，F(xiàn)e3+和Fe?+的物質(zhì)的量之比為.

4.乙醇是一種清潔的替代能源，催化加氫制備乙醇技術(shù)是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

(1)CO2催化加氫制備乙醇的反應(yīng)為2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(l)+3H2O(1)0

①若要計(jì)算上述反應(yīng)的AH，須查閱的兩個(gè)數(shù)據(jù)是C2H50H（1）的燃燒熱和

②某金屬有機(jī)骨架負(fù)載的銅基催化劑上，CO2加氫生成C2H50H的部分反應(yīng)機(jī)理如圖所示。

/H

CuJ_HCu-t-HcoCut丁ITCut—O

+

"二NT、?"1M+———?0=C=0^M—?X―?—?C2H5OH

Cu"Cu2+--H-Cu2<—H-Cu2〃。

X./—

\

H

ABCD

CfX過(guò)程中兩個(gè)H-均參與反應(yīng)，畫(huà)出X的結(jié)構(gòu)式（注明電荷）

⑵乙酸甲酯催化加氫制備乙醇主要涉及如下反應(yīng):

反應(yīng)I：

CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H50H(g)+CH30H(g)AH=-23.6kJ-mori

反應(yīng)n：

2CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3COOC2H5(g)+2CH3OH(g)AH=-22.6kJmor'

在其他條件不變時(shí)，將n起始(凡):n起始(CH3coOCH?)=8:1的混合氣體以一定流速通入裝有銅基催化劑

的反應(yīng)管，測(cè)得CH3coOCH3轉(zhuǎn)化率、C2H50H選擇性

n(C2H5OH)

[S(C2H5OH)=X100%、CH3coOC2H5選擇性

n轉(zhuǎn)化(CH3coOCH3)

2n(CH3COOC2H5)

S(CH3COOC2H5)=xlOO%]]隨溫度的變化如圖所示。

n轉(zhuǎn)化(CHsCOOCHj)

100

%

、

坦

、

世

姒

官

?-?-CH3coOCH3轉(zhuǎn)化率

T-CZHQH選擇性

??ci^COOC2Hs選擇性

0.1...

170180200220240260

溫度人C

①銅基催化劑須含合適物質(zhì)的量之比的C112O與Cu,C112O的晶胞如圖所示(立方體)，Cu2O晶體的密度

可表示為.gCm-3(用含a、NA的代數(shù)式表示，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

②180?200。(3下均有S(C2H50H)+S(CH3coOC2H5)<100%,其原因是

③180?20(TC范圍內(nèi)，CH3co0CH3轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而迅速增大的主要原因是

④溫度高于22(FC時(shí)，催化劑的催化活性下降，其原因可能是

5.發(fā)展二甲醛(CH30cH3)的生產(chǎn)和使用技術(shù)具有重要意義。

(1)工業(yè)上利用反應(yīng)CH3O-Na++CH3I-CH3OCH3+NaI合成二甲醛。該反應(yīng)需要在無(wú)水條件下進(jìn)行的原

因是一

H

⑵一種利用合成氣兩步制備二甲醛的過(guò)程可表示為CO2,CHQH溫g>CH30cH3。

①M(fèi)gO-AbO3是一種甲醇脫水的催化劑。MgO-AbCh晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示(B中鎂原子未畫(huà)出)。用、

標(biāo)記出B中的鎂原子

9

30川

S29o

28o

Mg

OOS.27o

A126

。

)o

25

51015202530

通液時(shí)長(zhǎng)/h

圖1圖2

②A(yíng)I2O3催化CH30H形成二甲醛的過(guò)程可表示為

II

oo-H2O0000

2CH3OH+—0_AI-0-A1-0—.——0_Al_0_A1_0一CH3OCH3+-O-A1-O-A1-O-

+Q-II+6-

口

CH3OOCH3

控制起始溫度為250℃,以固定流速向裝有催化劑的反應(yīng)器中分別通入純甲醇和

[m(CH3OH):,W(H2O)]=4:1的甲醇溶液，得到甲醇轉(zhuǎn)化率.反應(yīng)器溫度隨通入液體時(shí)長(zhǎng)的關(guān)系如圖2所示。

通入甲醇溶液的反應(yīng)器中，甲醇轉(zhuǎn)化率逐漸降低的原因是O

(3)利用二甲醛可通過(guò)以下途徑制取氫氣。

途徑I：2CH3OCH3(g)+3O2(g)=4CO2(g)+6H2(g)AZ/=-25kJ.moL

1

途徑途CH3OCH3(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)AH=+135kJ-mol

①“自熱重整”可看做是途徑I和途徑II相結(jié)合的一種制氫方法：向二甲酸、水蒸氣的混合氣中通入少量氧

氣。通入氧氣最主要的目的是。

②途徑n中主要包括三個(gè)AH>0的基本反應(yīng)：CH30cH3+H2O2CH3OH；CH3OH+H2OCO2+3H2；

CC)2+H2=CO+H2O。下列措施一■定可以提高單位時(shí)間內(nèi)H?產(chǎn)率的是(填序號(hào))。

A.升高溫度B.增大反應(yīng)器中壓強(qiáng)C.使用甲醇水解的高效催化劑

③在“Cu°/Cu+雙位點(diǎn)”催化作用下，CH30H與水反應(yīng)的反應(yīng)路徑如圖3所示，在答題卡上畫(huà)出圖中方

框內(nèi)中間體的結(jié)構(gòu)：0

(4)從物質(zhì)轉(zhuǎn)化和資源綜合利用角度分析，CH30cH3的應(yīng)用價(jià)值為o

6.碳酸車(chē)市[Ce2(CO3)3]是一種稀土材料，工業(yè)上常以氟碳專(zhuān)市礦(主要成分為CeFCCh、SiCh)為原料制備碳

酸鈾，其工藝流程如圖所示：

H,S0硫服Na2so4NaOHHC1NHHCO

-I4.1I.II4I3

氟碳鈾礦f屬鼾一屐浸還原I—>1堿轉(zhuǎn)酸浸jCeCh一>[W]^Ce2(CO3)3

濾渣1濾液1濾渣2濾液2

已知：①“酸浸”后鈾元素主要以(CeF2)2+存在

S

②硫胭(HN—LNH)是一種常見(jiàn)的還原劑，易被氧化為(SCN2H3)2。

(1)“焙燒”時(shí)，從焙燒室的底部通入空氣目的是o

(2)“還原”時(shí)的產(chǎn)物為NaCe(SC)4)2沉淀，該反應(yīng)的離子方程式為。

(3)“沉淀”時(shí)的離子方程式為o

⑷Imol(SCN2H3)2中含有G鍵的數(shù)目為o

⑸某研究小組利用硫化鋅鋰電池電解含Ce(II)的溶液，可將Ce(II)轉(zhuǎn)化為Ce(IV)?該硫化鋅鋰電池放電

時(shí)，負(fù)極材料晶胞組成變化如圖所示。

LiZnLi+

（合金）

ZnmS

?Zn2+?Zn2+或Li+

①化學(xué)式LixZnyS中，X=

②將ImolCe(IH)完全轉(zhuǎn)化為Ce(IV),負(fù)極至少消耗LiZn合金的物質(zhì)的量為molo

7.甲醛釋氫對(duì)氫能源和含甲醛污水處理有重要意義。

(l)HCHO電催化釋氫

催化電解含較低濃度的HCHO、NaOH混合溶液，可獲得H?與HCOONa(如圖所示)，其中電極b表面

覆蓋一種M。與P形成的化合物(晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示)作催化劑。

OP

?Mo（鑰）

①催化劑可由MOO2與(NH4)2HPO4混合物與氏高溫灼燒制得(反應(yīng)中N元素化合價(jià)不變)，該反應(yīng)的化

學(xué)方程式為o

②電解時(shí)，電極b上同時(shí)產(chǎn)生H2與HCOO的物質(zhì)的量之比為1：2,則電極b上的電極反應(yīng)式

為o

③電解過(guò)程中每產(chǎn)生1molH2,通過(guò)陰離子交換膜的OH-為mol0

(2)HCHO水化釋氫

45。(2時(shí)，堿性條件下Ag作催化劑可將甲醛轉(zhuǎn)化為H2,反應(yīng)的機(jī)理如圖所示。

H2O>

使用時(shí)將納米Ag顆粒負(fù)載在A(yíng)I2O3表面以防止納米Ag團(tuán)聚。其他條件不變，反應(yīng)相同時(shí)間，NaOH

濃度對(duì)氫氣產(chǎn)生快慢的影響如圖所示。

NaOH濃度/mol-L-i

已知：甲醛在堿性條件下會(huì)發(fā)生副反應(yīng)：2HCHO+NaOH=HCOONa+CH3OH?

①若將甲醛中的氫用D原子標(biāo)記為DCDO,得到的氫氣產(chǎn)物為(填化學(xué)式)。

②NaOH濃度低于1moLL-時(shí)，NaOH濃度增大產(chǎn)生氫氣會(huì)加快的原因是。

③若NaOH濃度過(guò)大，H2的產(chǎn)生迅速減慢的原因可能是。

(3)甲烷與水在催化劑作用下可產(chǎn)生氫氣與碳氧化物，與甲烷水化法制氫氣相比，甲醛制氫的優(yōu)點(diǎn)

有o

8.我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭，成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射升空，其

中火箭推進(jìn)劑的研究功不可沒(méi)。

⑴火箭推進(jìn)劑可用N2H4(1)作燃料，用。4值)作氧化劑，N2H4⑴與N2O4?反應(yīng)生成N2(g)和西0出)的熱

化學(xué)方程式為。

(已知：一定溫度下，以元素的最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol純物質(zhì)的熱效應(yīng)為該物質(zhì)的摩爾生成焰，以

表示，單質(zhì)的摩爾生成焰為OkJ-mo『，相關(guān)物質(zhì)的摩爾生成焰如下表所示，焰變=生成物的總摩爾生成婚-

反應(yīng)物的總摩爾生成焰)

物質(zhì)

N2O4(g)N2H4(1)H2O(g)

摩爾生成焰冬a?/(1-1110尸)+10.8+165.8-242.0

(2)氫燃料也是常用的火箭推進(jìn)劑燃料，工業(yè)上可通過(guò)“一碳化學(xué)”技術(shù)實(shí)現(xiàn)氫氣的制備，其主要涉及的

反應(yīng)如下。

反應(yīng)I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)AH1=+247kJ-mol-'

反應(yīng)n：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)AH2=-41.0kJmor'

①反應(yīng)I、II的InK；隨;的變化如圖所示(?為反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)平衡常數(shù)，物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)等于物質(zhì)的分

壓與標(biāo)準(zhǔn)壓力P。的比值)。

圖中表示反應(yīng)n的InK；隨3的變化的曲線(xiàn)為(填“a”或"b”)。

②TiK時(shí)，向恒容密閉容器中通入按照n(CH。：n(CO2)：n(H2O)=2：2：3混合的氣體，發(fā)生反應(yīng)I、II,

若初始時(shí)壓強(qiáng)為70kPa,達(dá)到平衡時(shí)體系的壓強(qiáng)為90kPa,該溫度下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為,H2的

平衡分壓為kPa。

③火箭推進(jìn)器內(nèi)氫氧燃燒的簡(jiǎn)化反應(yīng)歷程如圖所示：

過(guò)渡態(tài)2省鱉3

過(guò)渡態(tài)4

酮過(guò)避查!___/H?(g干5h(g)

髭2H?(g)+

/2H?(g)++O-(g)+H(g)

女22-0H(g)

要/O2(g)+H2(g)

2H2(g)+O2(g)

鏈引發(fā)鏈傳遞鏈終止2H麗

反應(yīng)進(jìn)程

其中氫氧燃燒決速步驟對(duì)應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為

(3)一種含鎂、銀、碳3種元素的超導(dǎo)材料，結(jié)構(gòu)中有兩種八面體空隙，一種完全由銀原子構(gòu)成，另一

種由保原子和鎂原子共同構(gòu)成，碳原子只填充在由保原子構(gòu)成的八面體空隙中，其立方晶胞在xy、xz、yz

平面投影相同，如圖所示，?o?分別代表三種原子，⑥為O?兩種原子投影的重合。

①該晶體的化學(xué)式為

②晶胞中鎂原子和碳原子最近的距離為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶胞密度為

gem-3(列出計(jì)算式)。

9.氫能是應(yīng)用前景廣闊的新能源，強(qiáng)化制氫、儲(chǔ)氫等各環(huán)節(jié)的技術(shù)研發(fā)具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

回答下列問(wèn)題:

（1）甲醇重整制氫。發(fā)生反應(yīng)：CH30H（g）+H2O（g）=CC）2（g）+3H2（g）,甲醇水蒸氣重整制氫技術(shù)關(guān)鍵在于

催化劑的選擇。在反應(yīng)溫度250（、液空速0.36h」和水醇比為4.0條件下，考察不同催化劑氫產(chǎn)率（Imol甲

醇與水蒸氣重整反應(yīng)后生成氫氣的物質(zhì)的量）隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)如圖所示，由圖可知應(yīng)選作