1、周周測 化學(xué)四大專題二1催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個平行反應(yīng)，分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）H1=-53.7kJ·mol-1ICO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）H2II某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為1:2.2，在相同壓強(qiáng)下，經(jīng)過相同反應(yīng)時間測得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：【備注】Cat.1:Cu/ZnO納米棒；Cat.2:Cu/ZnO納米片；甲醇選擇性：轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比已知：CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別

2、為-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1H2O（l）H2O（g）H3=44.0kJ·mol-1請回答（不考慮溫度對H的影響）：（1）反應(yīng)I的平衡常數(shù)表達(dá)式K=；反應(yīng)II的H2=kJ·mol-1。（2）有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有。A使用催化劑Cat.1 B使用催化劑Cat.2 C降低反應(yīng)溫度D投料比不變，增加反應(yīng)物的濃度 E增大CO2和H2的初始投料比（3）表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在相同溫度下不同的催化劑對CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性有顯著的影響，其原因是。（4）在圖中分別畫出反應(yīng)I在無催化劑、有Cat.1和有Cat

3、.2三種情況下“反應(yīng)過程能量”示意圖。（5）研究證實(shí)，CO2也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇，則生成甲醇的反應(yīng)發(fā)生在極，該電極反應(yīng)式是。【答案】（1） +41.2（2）CD（3）表中數(shù)據(jù)表明此時反應(yīng)未達(dá)到平衡，不同的催化劑對反應(yīng)的催化能力不同，因而在該時刻下對甲醇選擇性有影響。（4）（5）陰 CO2+6H+6e=CH3OH+H2O【解析】試題分析：（1）根據(jù)平衡常數(shù)的公式，生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，書寫平衡常數(shù)為。已知熱化學(xué)方程式：a:CO（g）+O2（g）=CO2（g）H= -283.0kJ·mol-1 b：H2（g）+O2（g）=H2O （l）H=-285.

4、8kJ·mol-1 c: H2O（l） H2O（g） H3=44.0kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律分析，b-a+c即可得熱化學(xué)方程式為：CO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g）H2=-285.8+283.0+44=+41.2 kJ·mol-1。（2）反應(yīng)中A、使用催化劑，平衡不移動，不能提高轉(zhuǎn)化率，錯誤；B、使用催化劑，平衡不移動，不能提高轉(zhuǎn)化率，錯誤；C、降低反應(yīng)溫度，平衡正向移動，提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率，正確；D、投料比不變，增加反應(yīng)的濃度，平衡正向移動，提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率，正確；E、增大二氧化碳和氫氣的初始投料比，能提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，二氧化碳的會降

5、低，故錯誤。故選CD。（3）從表格數(shù)據(jù)分析，在相同的溫度下，不同的催化劑，相同的反應(yīng)時間內(nèi)，其二氧化碳的轉(zhuǎn)化率也不同，說明不同的催化劑的催化能力不同；相同催化劑不同的溫度，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率不同，且溫度高的轉(zhuǎn)化率大，因?yàn)檎磻?yīng)為放熱反應(yīng)，說明表中數(shù)據(jù)是未到平衡數(shù)據(jù)。所以答案為：表中數(shù)據(jù)表明此時反應(yīng)未達(dá)到平衡，不同的催化劑對反應(yīng)的催化能力不同，因而在該時刻下對甲醇選擇性有影響。（4）從表中數(shù)據(jù)分析，在催化劑Cat.2的作用下，甲醇的選擇性更大，說明催化劑Cat.2對反應(yīng)的催化效果更好，催化劑能降低反應(yīng)的活化能，說明使用催化劑Cat.2的反應(yīng)過程中活化能更低，故圖為：（5）二氧化碳變甲醇，碳元素的化

6、合價降低，得到電子，說明其在陰極反應(yīng)，其電極反應(yīng)為： CO2+6H+6e-=CH3OH+H2O【考點(diǎn)定位】平衡常數(shù)，蓋斯定律，平衡移動原理，催化劑的作用，電解池的工作原理和電極反應(yīng)的書寫。【名師點(diǎn)睛】掌握蓋斯定律是分析和計算反應(yīng)熱常用的工具。根據(jù)化學(xué)方程式的加減確定反應(yīng)熱的加減，同時注意反應(yīng)熱的正負(fù)號。掌握平衡移動原理，注意只有濃度、溫度和壓強(qiáng)影響平衡，注意催化劑的使用只能改變反應(yīng)速率，影響到達(dá)平衡的時間，但不影響平衡進(jìn)行的程度。當(dāng)增大一種反應(yīng)物的濃度時，平衡正向移動，另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率會提高，但本身轉(zhuǎn)化率會降低。本題考查了平衡常數(shù)和蓋斯定律，平衡移動的影響因素，和催化劑對反應(yīng)的影響等知識，

7、綜合性較強(qiáng)。17（11分）工業(yè)上，向500600的鐵屑中通入氯氣生產(chǎn)無水氯化鐵；向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產(chǎn)無水氯化亞鐵。現(xiàn)用如圖所示的裝置模擬上述過程進(jìn)行試驗(yàn)。回答下列問題： （1）制取無水氯化鐵的實(shí)驗(yàn)中，A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，裝置B中加入的試劑是 。 （2）制取無水氯化亞鐵的實(shí)驗(yàn)中，裝置A用來制取 。尾氣的成分是 。若仍用D的裝置進(jìn)行尾氣處理，存在的問題是 、 。 （3）若操作不當(dāng)，制得的FeCl2 會含有少量FeCl3 ，檢驗(yàn)FeCl3常用的試劑是 。欲制得純凈的FeCl2 ，在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)先 ，再 。1.鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解

8、制得。鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下：以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下：回答下列問題：(1)寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式：_。(2)濾液中加入CaO生成的沉淀是_，反應(yīng)2的離子方程式為_。(3)E可作為建筑材料，化合物C是_，寫出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式_。(4)電解制鋁的化學(xué)方程式是_，以石墨為電極，陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是_。解析本題主要考查硅、鋁及其化合物的性質(zhì)等，意在考查考生的分析推理能力。(1)因?yàn)殇X土礦的主要成分為二氧化硅、氧化鋁，前者與NaOH反應(yīng)生成硅酸鈉，后者與NaOH反應(yīng)生成偏鋁酸鈉(NaAlO2)。(2)CaO

9、與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣電離出的Ca2與SiO反應(yīng)生成CaSiO3；反應(yīng)2為偏鋁酸鈉與CO2反應(yīng)生成氫氧化鋁。(3)濃硫酸與螢石反應(yīng)生成HF和硫酸鈣，故C為濃硫酸，D為HF，E為硫酸鈣；結(jié)合制備冰晶石的反應(yīng)物HF、碳酸鈉和氫氧化鋁及生成物Na3AlF6，由元素守恒可知該反應(yīng)的生成物中還有二氧化碳和水。(4)工業(yè)上通過電解熔融的氧化鋁可制得單質(zhì)鋁，并有氧氣生成；陽極生成物氧氣可與石墨反應(yīng)，生成碳的氧化物。答案(1)2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O、2NaOHAl2O3=2NaAlO2H2O(2)CaSiO32AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO(3)濃H2SO412HF3Na2CO32Al(OH)3=2Na3AlF63CO29H2O(4)2Al2O34Al3O2O2、CO2(CO)26（10分）化合物X是一種有機(jī)合成中間體，Z是常見的高分子化合物，某研究小組