二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列-优题课

二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：

（1）二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：

$C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) = C H_{3} OH (g) + H_{2} O (g)$

该反应一般认为通过如下步骤来实现：

① $C O_{2} (g) + H_{2} (g) = CO (g) + H_{2} O (g) Δ H_{1} = + 41 kJ \cdot mo l^{- 1}$

② $CO (g) + 2 H_{2} (g) = C H_{3} OH (g) Δ H_{2} = - 90 kJ \cdot mol$

总反应的 $ΔH =$ _______ $kJ \cdot mo l^{- 1}$ ；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是________（填标号），判断的理由是_______。

（2）合成总反应在起始物 $n (H_{2}) / n (C O_{2}) = 3$ 时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为 $x (C H_{3} OH)$ ，在 $t = 250$ ℃下的 $x (C H_{3} OH) \sim p$ 、在 $p = 5 \times 1 0^{5} Pa$ 下的 $x (C H_{3} OH) ~ t$ 如图所示。

①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式 $K_{p} =$ ________；

②图中对应等压过程的曲线是________，判断的理由是_________；

③当 $x (C H_{3} OH) = 0.10$ 时， $C O_{2}$ 的平衡转化率 $α =$ __________，反应条件可能为________或_______。

科目化学题型解答题难度较难

知识点：有关燃烧热的计算吸热反应和放热反应化学平衡的影响因素用盖斯定律进行有关反应热的计算产物的百分含量随浓度、时间的变化曲线

【化学ーー选修2:化学与技术】

高锰酸钾（ ${KMnO}_{4}$ ）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿（主要成分为 ${MnO}_{2}$ ）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:

回答下列问题:

(1) 原料软锰矿与氢氧化钾按 $1 : 1$ 的比例在 "烘炒锅"中混配，混配前应将软锰矿粉碎, 其作用是。

(2) "平炉"中发生的化学方程式为 .

（3）"平炉"中需要加压，其目的是。

(4) 将 $K_{2} {MnO}_{4}$ 转化为 ${KMnO}_{4}$ 的生产有两种工艺。

① $" {CO}_{2}$ 歧化法" 是传统工艺, 即在 $K_{2} {MnO}_{4}$ 溶液中通入 ${CO}_{2}$ 气体, 使体系呈中性或弱碱性,

$K_{2} {MnO}_{4}$ 发生歧化反应，反应中生成 $K_{2} {MnO}_{4} ， {MnO}_{2}$ 和 (写化学式)。

② "电解法" 为现代工艺, 即电解 $K_{2} {MnO}_{4}$ 水溶液, 电解槽中阳极发生的电极反应为 , 阴极逸出的气体是_ 。

③ "电解法" 和 $" {CO}_{2}$ 歧化法" 中, $K_{2} {MnO}_{4}$ 的理论利用率之比为 _ 。

（5）高锰酸钾纯度的测定：称取 $1.0800 g$ 样品, 溶解后定容于 $100 mL$ 容量瓶中, 摇匀。取浓度为 $0.2000 mol \cdot L^{- 1}$ 的 $H_{2} C_{2} O_{4}$ 标准溶液 $20.00 mL$ , 加入稀硫酸酸化，用 ${KMnO}_{4}$ 溶液平行滴定三次, 平均消耗的体积为 $24.48 mL$ , 该样品的纯度为。

(列出计算式即可, 已知 $2 M n O_{4}^{-} + 5 H_{2} C_{2} O_{4} + 6 H^{+} = 2 M n^{2 +} + 10 C O_{2} ↑ + 8 H_{2} O$ ) 。

${NaClO}_{2}$ 是一种重要的杀菌消毒剂, 也常用来漂白织物等, 其一种生产工艺如下:

回答下列问题:

(1) ${NaClO}_{2}$ 中 $Cl$ 的化合价为_ 。

(2) 写出 "反应"步骤中生成 ${ClO}_{2}$ 的化学方程式。

(3) "电解"所用食盐水由粗盐水精制而成, 精制时，为除去 ${Mg}^{2 +}$ 和 ${Ca}^{2 +}$ , 要加入的试剂分别为、。"电解" 中阴极反应的主要产物是_ 。

(4) "尾气吸收"是吸收 "电解"过程排出的少量 ${ClO}_{2}$ 。此吸收反应中, 氧化剂与还原剂的

物质的量之比为，该反应中氧化产物。

（5）"有效氯含量"可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力, 其定义是：每克含氯消毒剂的氧化

能力相当于多少克 ${Cl}_{2}$ 的氧化能力。 ${NaClO}_{2}$ 的有效氯含量为。(计算结果保留两位小数)

磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有 $Ti O_{2}$ 、 $Si O_{2}$ 、 $A l_{2} O_{3}$ 、 $MgO$ 、 $CaO$ 以及少量的 $F e_{2} O_{3}$ 。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表

金属离子	$F e^{3 +}$	$A l^{3 +}$	$M g^{2 +}$	$C a^{2 +}$
开始沉淀的pH	2.2	3.5	9.5	12.4
沉淀完全 $（ c ＝ 1.0 \times 1 0^{﹣ 5} mol L^{﹣ 1} ）$ 的pH	3.2	4.7	11.1	13.8

回答下列问题：

（1）"焙烧"中， $Ti O_{2}$ 、 $Si O_{2}$ 几乎不发生反应， $A l_{2} O_{3}$ 、 $MgO$ 、 $CaO$ 、 $F e_{2} O_{3}$ 转化为相应的硫酸盐。写出 $A l_{2} O_{3}$ 转化为 $N H_{4} Al （ S O_{4} ）_{2}$ 的化学方程式　　。

（2）"水浸"后"滤液"的 $pH$ 约为2.0，在"分步沉淀"时用氨水逐步调节 $pH$ 至11.6，依次析出的金属离子是　　。

（3）"母液①"中 $M g^{2 +}$ 浓度为　　 $mol • L^{﹣ 1}$ 。

（4）"水浸渣"在 $160 ℃$ "酸溶"，最适合的酸是　　。"酸溶渣"的成分是　　、　　。

（5）"酸溶"后，将溶液适当稀释并加热， $Ti O^{2 +}$ 水解析出 $Ti O_{2} x H_{2} O$ 沉淀，该反应的离子方程式是　　。

（6）将"母液①"和"母液②"混合，吸收尾气，经处理得　　，循环利用。

近年来，以大豆素（化合物C）为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物，因其具有优良的生理活性而备受关注．大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下：

回答下列问题：

（1）A的化学名称为_______。

（2） $1 mol D$ 反应生成E至少需要______ $mol$ 氢气。

（3）写出E中任意两种含氧官能团的名称_______。

（4）由E生成F的化学方程式为_________。

（5）由G生成H分两步进行：反应1）是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应，则反应2）的反应类型为________。

（6）化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有_______（填标号）。

a．含苯环的醛、酮

b．不含过氧键（ $- O - O -$ ）

c．核磁共振氢谱显示四组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1

2个

3个

4个

5个

（7）根据上述路线中的相关知识，以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成：

我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为"液态阳光"计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题：

（1）太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排布式为______；单晶硅的晶体类型为_______。SiCl ₄是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为______。SiCl ₄可发生水解反应，机理如下：

含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp ²、②sp ³d、③sp ³d ²，中间体SiCl ₄(H ₂O)中Si采取的杂化类型为_______ (填标号)。

（2）CO ₂分子中存在________个σ键和________个π键。

（3）甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH ₃SH，7.6℃)之间，其原因是_____________。

（4）我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO ₂固溶体。四方ZrO ₂晶胞如图所示。Zr ⁴⁺离子在晶胞中的配位数是____________，晶胞参数为 apm、 apm、 cpm，该晶体密度为____________g·cm ^-3(写出表达式)。在ZrO ₂中掺杂少量ZrO后形成的催化剂，化学式可表示为Zn _xZr _1- _xO _y，则 y=____________(用 x表达)。