下列各组中都有一种物质与其他物质在分类上不同，试分析每组物质-优题课

二甲醚（ $C H_{3} O C H_{3}$ ）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为 $H_{2}$ 、 $C O$ 和少量的 $C O_{2}$ ）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） $C O (g)$ + 2 $H_{2} (g)$ = $C H_{3} O H (g)$ $△ H_{1}$ = -90.1 $k J$ • $m o l^{- 1}$

（ii） $C O_{2} (g)$ + 3 $H_{2} (g)$ = $C H_{3} O H (g)$ + $H_{2} O (g)$ $△ H_{2}$ = -49.0 $k J$ • $m o l^{- 1}$

水煤气变换反应： $H_{2} (g)$
（iii） $C O (g)$ + $H_{2} O (g)$ = $C O_{2} (g)$ + $△ H_{3}$ = -41.1 $k J$ • $m o l^{- 1}$

二甲醚合成反应：
（iV）2 $C H_{3} O H (g)$ = $C H_{3} O C H_{3} (g)$ + $H_{2} O (g)$ $△ H_{4}$ = -24.5 $k J$ • $m o l^{- 1}$ 回答下列问题：
（1） $A l_{2} O_{3}$ 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 $A l_{2} O_{3}$ 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 $C O$ 转化率的影响。
（3）由 $H_{2}$ 和 $C O$ 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 $C u$ - $Z n$ - $A l$ - $O$ 和 $A l_{2} O_{3}$ ）、压强为5.0 $M P a$ 的条件下，由 $H_{2}$ 和 $C O$ 直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中 $C O$ 转化率随温度升高而降低的原因是。

（5）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度等于甲醇直接燃料电池（5.93 $k w$ • $h$ • $k g^{- 1}$ ）。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，可以产生个电子的能量；该电池的理论输出电压为1.20 $V$ ，能量密度 $E$ =（列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量，1 $k w$ • $h$ = 3.6×10⁶ $J$ ）。

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（ $L i C o O_{2}$ ）、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 $6 C + x L i^{+} + x e^{-} = L i_{x} C_{6}$ 。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）。

回答下列问题：
（1） $L i C o O_{2}$ 中， $C o$ 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 $H_{2} S O_{4}$ 和 $H_{2} O_{2}$ 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 $L i C o O_{2}$ 与 $L i_{1 - x} C o O_{2}$ 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）。

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 $P M_{2.5}$ （直径小于等于2.5 $μ m$ 的悬浮颗粒物）其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对 $P M_{2.5}$ 、 $S O_{2}$ 、 $N O_{X}$ 等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）对 $P M_{2.5}$ 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	$K^{+}$	$N a^{+}$	$N {H_{4}}^{+}$	$S {O_{4}}^{2 -}$	$N {O_{3}}^{-}$	$C l^{-}$
浓度/ $m o l / L$	4×10^-6	6×10^-6	2×10^-5	4×10^-5	3×10^-5	2×10^-5

根据表中数据判断 $P M_{2.5}$ 的酸碱性为，试样的 $p H$ 值。
（2）为减少 $S O_{2}$ 的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。已知： $H_{2} (g) + \frac{1}{2} O_{2} (g) = H_{2} O (g)$ $△ H = - 241.8 K J / m o l$
$C (s) + \frac{1}{2} O_{2} (g) = C O (g)$ $△ H = - 110.5 K J / m o l$

写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式；
②洗涤含 $S O_{2}$ 的烟气，以下物质可作洗涤剂的是；
a． $C a (O H)_{2}$ b． $N a_{2} C O_{3}$ c． $C a C l_{2}$ d． $N a H S O_{3}$

（3）汽车尾气中 $N O_{X}$ 和 $C O$ 的生成及转化为：
①已知气缸中生成 $N O$ 的反应为： $N_{2} (g) + O_{2} (g)$ $2 N O (g)$ $△ H > 0$

若1 $m o l$ 空气含有0.8 $m o l N_{2}$ 和0.2 $m o l O_{2}$ ,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡。测得 $N O$ 为8×10^{-4
$m o l$}.计算该温度下的平衡常数K=；汽车启动后，气缸温度越高，单位时间内 $N O$ 排放量越大，原因是。
②汽车燃油不完全燃烧时产生 $C O$ ，有人设想按下列反应除去 $C O$ ：
$2 C O (g) = 2 C (s) + O_{2} (g)$ 已知该反应的 $△ H > 0$ ，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 $C O$ 和 $N O$ 的污染，其化学反应方程式为。

已知：；水杨酸酯 $E$ 为紫外吸收剂，可用于配制防晒霜。 $E$ 的一种合成路线如下：

请回答下列问题：
（1）一元醇 $A$ 中氧的质量分数约为21.6 $%$ 。则 $A$ 的分子式为；结构分析显示 $A$ 只有一个甲基，A的名称为。
（2） $B$ 能与新制的 $C u (O H)_{2}$ 发生反应，该反应的化学方程式为。
（3） $C$ 有种结构；若一次取样，检验C中所含官能团，按使用的先后顺序写出所用试剂：；
（4）第③的反应类型为；D所含官能团的名称为。
（5）写出同时符合下列条件的水杨酸所有同分异构体的结构简式：

。
a．分子中含有6个碳原子在一条线上 b．分子中所含官能团包括水杨酸具有的官能团
（6）第④步的反应条件为；写出E的结构简式。

明矾石经处理后得到明矾【 $K A l (S O_{4})_{2} \cdot 12 H_{2} O$ 】。从明矾制备 $A l$ 、 $K_{2} S O_{4}$ 和 $H_{2} S O_{4}$ 的工艺过程如下所示：

焙烧明矾的化学方程式为： $4 K A l (S O_{4})_{2} \cdot 12 H_{2} O + 3 S = 2 K_{2} S O_{4} + 2 A l_{2} O_{3} + 9 S O_{2} + 48 H_{2} O$

请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，还原剂是。
（2）从水浸后的滤液中得到 $K_{2} S O_{4}$ 晶体的方法是。

（3） $A l_{2} O_{3}$ 在一定条件下可制得 $A l N$ ，其晶体结构如右图所示，该晶体中 $A l$ 的配位数是。
（4）以 $A l$ 和 $N i O (O H)$ 为电极， $N a O H$ 溶液为电解液组成一种新型电池，放电时 $N i O (O H)$ 转化为 $N i (O H)_{2}$ ，该电池反应的化学方程式是。
（5）焙烧产生的 $S O_{2}$ 可用于制硫酸。已知25℃、101 $K P a$ 时：
$2 S O_{2} (g) + O_{2} (g) \Leftrightarrow 2 S O_{3} (g)$ $△ H_{1} = - 197 K J / m o l$ ；
$2 H_{2} O (g) = 2 H_{2} O (l)$ $△ H_{2} = - 44 K J / m o l$ ；
$2 S O_{2} (g) + O_{2} (g) + 2 H_{2} O (g) = 2 H_{2} S O_{4} (l)$ $△ H_{3} = - 545 K J / m o l$ 。
则 $S O_{3} (g)$ 与 $H_{2} O (l)$ 反应的热化学方程式是。
焙烧948 $t$ 明矾( $M = 474 g / m o l$ )，若 $S O_{2}$ 的利用率为96%，可生产质量分数为98％的硫酸 $t$ 。