过渡金属催化的反应已成为重要的合成工具，贵金属成本高，会对环境造成的不利影响。因此研究成本...

过渡金属催化的反应已成为重要的合成工具，贵金属成本高，会对环境造成的不利影响。因此研究成本低廉的含锰、铁、钴、镍、铜等催化剂应用成为热点。以下是以含钴废渣（主要成分CoO、Co2O3，还含有Al2O3、ZnO等杂质）为原料制备CoCO3的一种工艺流程：

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol/L计算）

回答下列问题：

（1）“酸浸”时通入SO2的目的是 ____________，反应的离子方程式为______________。

（2）“萃取”过程可表示为ZnSO4（水层）+2HX（有机层）ZnX2（有机层）+H2SO4（水层），由有机层获取ZnSO4溶液的操作是 __________________。

（3）“沉钴”时Na2CO3溶液需缓慢滴加的原因是 ____________。

（4）用得到的CoCO3等为原料采用微波水热法和常规水热法可以制得两种CoxNi(1-x)Fe2O4（其中Co、Ni均为+2价），均可用作H2O2分解的催化剂，有较高的活性。如图是两种不同方法制得的CoxNi(1-x)Fe2O4在10℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。由图中信息可知：____________法制取得到的催化剂活性更高，由此推测Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是____________ 。

（5）用纯碱沉淀转化法也可以从草酸钴(CoC2O4)废料得到CoCO3，向含有CoC2O4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液，当有CoCO3沉淀生成时，溶液中=___________。[已知Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8　 Ksp (CoCO3) =1.4×10- 13]

高三化学填空题困难题查看答案及解析

C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的不利影响。

（1）研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成低碳有机物，主要有以下反应：

反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　 △H1＝－49.6 kJ/mol

反应Ⅱ：CH3OCH3(g)＋H2O(g)2CH3OH(g)　 △H2＝＋23.4 kJ/mol

反应Ⅲ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　 △H3

①△H3＝____kJ/mol。

②在恒定压强、T1温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入3 L的密闭容器中发生I、Ⅲ反应，5 min后反应达到平衡状态，此时CH3OH(g) 物质的量为2mol，CH3OCH3(g)的物质的量为0.5mol；则T1温度时反应I的平衡常数Kc的计算式为______。

③恒压下将CO2和H2按体积比1：3混合，在不同催化剂作用下发生反应I和反应III，在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如下图 。其中：CH3OH的选择性＝×100%

在上述条件下合成甲醇的工业条件是_____________。

A．210℃　　 B． 230℃　　 C．催化剂CZT　　 D．催化剂CZ(Zr－1)T

（2）一定条件下，可以通过CO与SO2反应生成S和一种无毒的气体，实现燃煤烟气中硫的回收，写出该反应的化学方程式___________。在不同条件下，向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2，反应体系总压强随时间的变化如图所示：

①图中三组实验从反应开始至达到平衡时，反应速率v(CO)最大的为_____（填序号）。

②与实验a相比，c组改变的实验条件可能是___________。

（3）“亚硫酸盐法”吸收烟气中的SO2。室温条件下，将烟气通入(NH4)2SO3溶液中，测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示，b点时溶液pH=7，则n(NH4+)：n(HSO3−)=________。

（4）间接电化学法可除NO。其原理如图所示，写出电解池阴极的电极反应式（阴极室溶液呈酸性）_____。

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C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的不利影响。

（1）研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成低碳有机物，主要有以下反应：

反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　 △H1＝－49.6 kJ/mol

反应Ⅱ：CH3OCH3(g)＋H2O(g)2CH3OH(g)　 △H2＝＋23.4 kJ/mol

反应Ⅲ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　 △H3

①△H3＝____kJ/mol。

②在恒定压强、T1温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入3 L的密闭容器中发生I、Ⅲ反应，5 min后反应达到平衡状态，此时CH3OH(g) 物质的量为2mol，CH3OCH3(g)的物质的量为0.5mol；则T1温度时反应I的平衡常数Kc的计算式为______。

③恒压下将CO2和H2按体积比1：3混合，在不同催化剂作用下发生反应I和反应III，在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如下图 。其中：CH3OH的选择性＝×100%

在上述条件下合成甲醇的工业条件是_____________。

A．210℃　　 B． 230℃　　 C．催化剂CZT　　 D．催化剂CZ(Zr－1)T

（2）一定条件下，可以通过CO与SO2反应生成S和一种无毒的气体，实现燃煤烟气中硫的回收，写出该反应的化学方程式___________。在不同条件下，向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2，反应体系总压强随时间的变化如图所示：

①图中三组实验从反应开始至达到平衡时，反应速率v(CO)最大的为_____（填序号）。

②与实验a相比，c组改变的实验条件可能是___________。

（3）“亚硫酸盐法”吸收烟气中的SO2。室温条件下，将烟气通入(NH4)2SO3溶液中，测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示，b点时溶液pH=7，则n(NH4+)：n(HSO3−)=________。

（4）间接电化学法可除NO。其原理如图所示，写出电解池阴极的电极反应式（阴极室溶液呈酸性）_____。

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乙醇被称为21世纪的“绿色能源”。由于煤制乙酸工艺成熟、成本低廉，且乙酸相对乙醇有较大的价格差，因此开展乙酸加氢制乙醇的催化反应研究具有重要意义。回答下列问题:

（1）乙酸加氢制乙醇是一个复杂的反应体系，不同的反应条件会导致形成不同的产品分布，主要反应过程如下:

反应①CH3COOH(g) + H2(g)→CH3CHO(g) +H2O(g)　　　 ∆H1

反应②CH3CHO(g) +H2(g) →CH3CH2OH(g)　　　　　　　 △H2

部分副反应如下:

反应③CH3CH2OH(g) + CH3COOH(g)→CH3COOCH2CH3(g) +H2O(g)　　 ∆H3

反应④CH3COOCH2CH3(g) +2H2(g) →2CH3CH2OH(g)　　　　　　　　 ∆H4

∆H4=___ (用∆H1、△H2、 ∆H3表示)。

（2）乙酸加氢制乙醇的反应可表示为CH3COOH(g) + 2H2(g)==CH3CH2OH(g) + H2O(g) ∆H<0，欲提高该反应中乙酸的平衡转化率，可采取的两条措施是_________。乙酸加氢生成乙酸乙酯( 副反应)的化学方程式可表示为____________.

（3）在恒温2609°C， 恒压1.4MPa, 原料气以一定的流速通过某催化剂发生乙酸加氢制乙醇等反应，氢/酸(物质的量)投料比对反应的影响如图所示。X乙酸表示乙酸的转化率, S乙醇、S乙酸乙酯分别表示乙醇、乙酸乙酯的选择性，其中，S乙醇=，S乙酸乙酯=。根据图象及数据分析，最佳氢/酸投料比值是_______________,该条件下，上述反应②____________(填“能”或“不能”)进行到底，理由是____________ ;根据图中曲线变化规律，判断氢/酸投料比=30时，S乙酸乙酯曲线最可能延伸至图中a、b、c中的______点;氢/酸投料比=20时，计算H2的转化率=_______. ( 列出计算式即可，下同),乙醇的分压P乙醇=__________(分压=总压×物质的量分数)。

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（14分）（2012•广东）过渡金属催化的新型碳﹣碳偶联反应是近年来有机合成的研究热点之一，如：

反应①

化合物Ⅱ可由化合物Ⅲ合成：

（1）化合物Ⅰ的分子式　　　　　

（2）化合物Ⅱ与Br2加成的产物的结构简式为　　　　　　　　　

（3）化合物Ⅲ的结构简式为　　　　　　　　　　　

（4）在浓硫酸存在和加热条件下，化合物Ⅳ易发生消去反应生成不含甲基的产物，该反应的方程式为　　　　　　　 　（注明反应条件），因此，在碱性条件下，由Ⅳ与CH3CO﹣Cl反应生成Ⅱ，其反应类型为　　　　　　　 　．

（5）Ⅳ的一种同分异构体Ⅴ能发生银镜反应，Ⅴ与Ⅱ也可以发生类似反应①的反应，生成化合物Ⅵ，Ⅵ的结构简式为　　　　　　　　　　　　　 　（写出其中一种）．

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中国科学家在合成氨（N2+3H22NH3△H<0）反应机理研究中取得新进展，首次报道了LiH-3d过渡金属这一复合催化剂体系，并提出了“氮转移”催化机理。如图所示，下列说法不正确的是

A.转化过程中有非极性键断裂与形成

B.复合催化剂降低了反应的活化能

C.复合催化剂能降低合成氨反应的焓变

D.低温下合成氨，能提高原料转化率

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中国科学家在合成氨（N2+3H22NH3△H<0）反应机理研究中取得新进展，首次报道了LiH-3d过渡金属这一复合催化剂体系，并提出了“氮转移”催化机理。如图所示，下列说法不正确的是

A.转化过程中有非极性键断裂与形成

B.复合催化剂降低了反应的活化能

C.复合催化剂能降低合成氨反应的焓变

D.低温下合成氨，能提高原料转化率

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过渡金属催化的新型碳－碳偶联反应是近年来有机合成的研究热点之一，如：

反应①

化合物Ⅱ可由化合物Ⅲ合成：

C4H7BrCH3CHCHOHCH2

Ⅲ　　　　　　　Ⅳ

（1）化合物Ⅰ的分子式为________。

（2）化合物Ⅱ与Br2加成的产物的结构简式为________。

（3）化合物Ⅲ的结构简式为________。

（4）在浓硫酸存在和加热条件下，化合物Ⅳ易发生消去反应生成不含甲基的产物，该反应方程式为____________________________（注明反应条件）。因此，在碱性条件下，由Ⅳ与反应合成Ⅱ，其反应类型为________。

（5）Ⅳ的一种同分异构体Ⅴ能发生银镜反应。Ⅴ与Ⅱ也可发生类似反应①的反应，生成化合物Ⅵ，Ⅵ的结构简式为________（写出其中一种）。

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多种短周期非金属元素的气态氧化物常会造成一些环境污染问题，化学工作者设计出将工业废气中污染物再利用的方案，以消除这些不利影响。

(1)以NH3、CO2为原料生产重要的高效氮肥——尿素[CO(NH2)2]，两步反应的能量变化示意图如下：

写出以氨气和二氧化碳气体为原料合成尿素的热化学方程式_________，已知两步反应中第二步反应是生产尿素的决速步骤，可判断Ea1_____Ea3(填“＞”、“＜”或“＝”)。　

(2)向体积为2 L的恒温恒容容器中通入2 mol CO和2 mol SO2，发生反应2CO(g)＋SO2(g)2CO2(g)＋S(s)。若反应进行到10 min时达平衡，测得CO2的体积分数为0.5，则前16 min的平均反应速率v(CO)＝____，该温度下反应化学平衡常数K＝____。

(3)利用“亚硫酸盐法”吸收工业废气中的SO2。

①室温条件下，将工业废气通入(NH4)2SO3溶液中，测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示，b点溶液中n()∶n()＝________。

②已知室温条件下，Ka1(H2SO3) =1.5×10-2；Ka2(H2SO3) =1.0×10-7；Kb(NH3•H2O) =1.8×10-5。室温下，0.1mol•L-1的(NH4)2SO3溶液中离子浓度(不考虑OH-)由大到小顺序为________。

(4)利用电解烧碱和食盐的混合液，使工业废气脱氮，原理如图。

①NO被阳极产生的氧化性物质氧化为反应的离子方程式：_________________。

②为使该电解装置能较长时间正常工作，保持两极电解质溶液导电能力相对稳定，该装置中应使用_______ 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。

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C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的不利影响。

尿素是一种非常重要的高效氮肥，工业上以、为原料生产尿素，该反应实际为两步反应：

第一步： 

第二步： 

写出工业上以、为原料合成尿素和的热化学方程式：_________。

一定温度下，向恒容密闭容器中通入和，发生反应。若反应进行到时达到平衡，测得的体积分数为，则前内平均反应速率________，该温度下反应的化学平衡常数________。

工业上可用NaClO碱性溶液或“亚硫酸盐法”吸收。

为了提高吸收效率，常用作为催化剂。催化过程如图1所示。

过程2的反应式为____________。

也可用于脱硫，且脱硫效果比NaClO更好，原因是_________。

室温下，溶液中含硫组分物质的量分数随溶液pH的变化关系如图2所示，b点时溶液，则________。

用食盐水作电解液电解烟气脱氮的原理如图3所示，碱性条件下NO被阳极产生的氧化为，尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气。碱性条件下NO被阳极产生的氧化性物质氧化为的离子方程式为________。

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