21版：章末（七） 化学素材与命题架构（创新设计）

章末（七）化学素材与命题架构
【最新素材一】
被称为“抗癌之王”的硒及其化合物
据湖北农业信息网2019年9月报道：湖北垦区运粮湖农场不断创新经营方式，以生产健康农产品为理念，打造万亩富硒虾稻示范基地，成为农场产业发展新亮点。

硒是一种化学元素，化学符号是Se，1817年，瑞典的贝采利乌斯从硫酸厂的铅室底部的红色粉状物质中制得硒，并命名为Selene，希腊语，月亮的意思。

硒及其化合物可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂、动物体必需的营养元素和植物有益的营养元素等，1973年，WHO和国际营养组织确认硒为人和动物体内必须的微量元素，硒也被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”(原称“抗癌之王”)。

【命题架构】
1.(化学反应的热效应及反应速率方向)
(1)酸性溶液中Na2SO3将H2SeO3和H2SeO4还原为硒单质的反应如下：
H2SeO3(aq)＋2SO2(g)＋H2O(l)===Se(s)＋2H2SO4(aq)ΔH1
2H2SeO4(aq)＋Se(s)＋H2O(l)===3H2SeO3(aq)ΔH2
H2SeO4(aq)＋3SO2(g)＋2H2O(l)===Se(s)＋3H2SO4(aq)ΔH3
则ΔH2________(用ΔH1和ΔH3表示)。

(2)上述实验中控制其他条件不变(盐酸浓度等)，m（Na2SO3）
m（Se）与硒还原率关系如
图，在A点之前，随着m（Na2SO3）
m（Se）的增加，Se的还原率不断升高的原因是
____________________________________________________ ____________________________________________________。

解析 (1)将反应Ⅲ×2－Ⅰ×3即可得到反应Ⅱ，则反应Ⅱ的反应热ΔH 2＝2ΔH 3－3ΔH 1；
(2)在A 点之前，因为是酸性溶液，加入的Na 2SO 3和酸反应生成SO 2将H 2SeO 3和
H 2SeO 4还原，故随着m （Na 2SO 3）m （Se ）
的增加，即溶液中SO 2的浓度增大，能增大反应速率，并对反应溶液起到搅拌作用，从而使得Se 的还原率不断升高。

答案 (1)2ΔH 3－3ΔH 1
(2)SO 2在溶液中浓度增加(或产生的SO 2对溶液有搅拌作用)，加快反应速率
2.(化学反应速率、化学平衡及电解质溶液方向)
掺杂硒的纳米Cu 2O 催化剂可用于工业上合成甲醇：CO(g)＋2H 2(g)CH 3OH(g) ΔH ＝a kJ·mol －1。

按n (H 2)∶n (CO)＝1∶1的投料比将H 2与CO 充入V L 的恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应，测得CO 的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

(1)压强p 1、p 2、p 3由小到大的顺序是____________________________________________________。

(2)T 1 ℃时若向该容器中充入2.0 mol H 2和2.0 mol CO 发生上述反应，5 min 后反应达到平衡(M 点)，则M 点对应条件下反应的平衡常数为________。

(3)将CuCl 水解再热分解可得到纳米Cu 2O 。

CuCl 水解的反应为 CuCl(s)＋H 2O(l)CuOH(s)＋Cl －(aq)＋H ＋(aq)，该反应的平衡常数K 与此温度下K w 、
K sp (CuOH)、K sp (CuCl)的关系为K ＝________。

解析 (1)由图可知，温度一定时，CO 的转化率α(p 3)＜α(p 2)＜α(p 1)，该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强化学平衡向正反应进行，CO 的转化率升高，故压强p 3＜p 2＜p 1；(2)T 1 ℃，若向该容器中充入2.0 mol H 2和2.0 mol CO 发生上述反应，5 min 后反应达到平衡(M 点)，CO 转化率为40%，消耗CO 物质的量为2 mol ×40%＝0.8 mol ，结合化学三段式计算列式计算，
CO （g ）＋2H 2（g ）
CH 3OH （g ）起始量（mol ）
2.0 2.00变化量（mol ）
0.8 1.60.8平衡量（mol ） 1.2
0.40.8 K ＝c （CH 3OH ）c （CO ）·c 2（H 2）＝0.8
V 1.2V ×⎝ ⎛⎭
⎪⎫0.4V 2≈4.17V 2； (3)CuCl 水解的反应为CuCl(s)＋H 2O(l)
CuOH(s)＋Cl －(aq)＋H ＋(aq)，该反应的平衡常数K ＝c (H
＋)·c (Cl －)＝c （H ＋）·c （OH －）c （OH －）×c （Cu ＋）·c （Cl －）c （Cu ＋）＝K w ×K sp （CuCl ）K sp （CuOH ）。

答案 (1)p 3＜p 2＜p 1 (2)4.17V 2 (3)K w ×K sp （CuCl ）K sp （CuOH ）
3.(电化学方向)实验室测得碱性条件下PbSe 纳米管在电极表面的氧化还原行为，结果如图所示，其中一条曲线上的峰表示氧化过程，另一条曲线上的峰表示还原过程，整个过程共发生如下变化：Pb(OH)2→PbO 2；Pb(OH)2→Pb ；PbSe →Se ；PbO 2→Pb(OH)2，各物质均难溶于水，峰1对应的电极反应式为：PbSe －2e －＋2OH －===Pb(OH)2＋Se ；则峰2对应的电极反应式为____________________________________________________。

解析因为其中一条曲线上的峰表示氧化过程，另一条曲线上的峰表示还原过程，而峰1对应的电极反应式PbSe－2e－＋2OH－===Pb(OH)2＋Se为氧化反应，故曲线A上的反应均为氧化反应，即峰2所对应反应为Pb(OH)2→PbO2或PbSe→Se，而因为峰1的电极反应为PbSe－2e－＋2OH－===Pb(OH)2＋Se，生成了Pb(OH)2，故峰2的反应为Pb(OH)2→PbO2，因为环境为碱性的，故电极反应为Pb(OH)2－2e－＋2OH－===PbO2＋2H2O。

答案Pb(OH)2－2e－＋2OH－===PbO2＋2H2O
测试方向：
1.[必考：2－(5)⑦]理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。

2.[必考：2－(6)⑥]了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

3.[必考：2－(2)③⑥]掌握原子结构示意图、电子式、分子式、结构式和结构简式等表示方法；能正确书写化学方程式和离子方程式。

4.[必考：2－(5)⑧]理解原电池构成、工作原理及应用，能书写电极反应式。

【自主命题】材料与已有知识的迁移
根据所提供的信息，查阅资料，自编一道相关习题：
【信息】硒(Se)及其化合物在工农业生产中有许多用途，以铜阳极泥(主要成分为Ag2Se、Cu2Se和银、金、铂等)为原料制备纯硒的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)____________________________________________________
(2)____________________________________________________
(3)____________________________________________________
(4)____________________________________________________
【最新素材二】
被誉为“高级固体润滑油王”二硫化钼及其应用
二硫化钼，英文名称molybdenum disulfide，辉钼矿的主要成分，黑色固体粉末，有金属光泽，可用于制造钼化合物，氢化反应和异构化反应催化剂，还是一种重要的固体润滑剂，被誉为“高级固体润滑油王”，具有减摩、增摩、防氧化的作用。

减摩：由超音速气流粉碎加工而成的二硫化钼粒度达到325～2500目，微颗粒硬度1～1.5，摩擦系数0.05～0.1，所以它用于摩擦材料中可起到减摩作用；
增摩：二硫化钼不导电，存在二硫化钼、三硫化钼和三氧化钼的共聚物。

当摩擦材料因摩擦而温度急剧升高时，共聚物中的三氧化钼颗粒随着升温而膨胀，起到了增摩作用；
防氧化：二硫化钼是经过化学提纯综合反应而得，其pH值为7～8，略显碱性。

它覆盖在摩擦材料的表面，能保护其它材料，防止它们被氧化，尤其是使其他材料不易脱落，贴附力增强。

【命题架构】
1.(化学反应速率、化学平衡)
用辉钼矿(主要成分为二硫化钼)冶炼Mo的反应为：
MoS2(s)＋4H2(g)＋2Na2CO3(s)Mo(s)＋2CO(g)＋4H2O(g)＋2Na2S(s)ΔH。

(1)该反应的ΔH________(填“＞”或“<”)0；p1、p2、p3按从小到大的顺序为________。

(2)在某恒容密闭容器中加入0.1 mol MoS2、0.2 mol Na2CO3、0.4 mol H2，一定温度下发生上述反应，下列叙述说明反应已达到平衡状态的是________(填标号)。

a.v正(H2)＝v逆(CO)
b.气体的密度不再随时间变化
c.气体的压强不再随时间变化
d.单位时间内断裂H—H键与断裂H—O键的数目相等
(3)在2 L的恒温恒容密闭容器中加入0.1 mol MoS2、0.2 mol Na2CO3、0.4 mol H2，在1 100 K时发生反应，达到平衡时恰好处于图中A点，则此温度下该反应的平衡常数为________。

答案(1)＞p1＜p2＜p3(2)bc(3)2.5×10－3
2.(化学反应速率)
二氧化钼可制钼酸钠，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。

常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如下图：
(1)要使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为________。

(2)当硫酸的浓度大于90%时，腐蚀速率几乎为零，原因是
____________________________________________________。

(3)试分析随着盐酸和硫酸浓度的增大，碳素钢在两者中腐蚀速率产生明显差异的主要原因是____________________________________________________。

答案(1)1∶1
(2)常温下浓硫酸具有强氧化性，会使铁钝化
(3)Cl－有利于碳钢的腐蚀，SO2－4不利于碳钢的腐蚀
3.(工艺流程方向)工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的MoS2)制备钼酸钠的
两种途径如图所示：
(1)为了提高焙烧效率，除增大空气量外还可以采用的措施是____________________________________________________。

(2)途径Ⅰ碱浸时发生反应的化学反应方程式为____________________________________________________
____________________________________________________。

途径Ⅱ氧化时发生反应的离子方程式为_________________________
____________________________________________________。

(3)分析纯的钼酸钠常用四钼酸铵[(NH4)2MoO4]和氢氧化钠反应来制取，若将该反应产生的气体与途径Ⅰ所产生的尾气一起通入水中，得到正盐的化学式是________。

答案(1)充分粉碎或逆流焙烧
(2)MoO3＋CO2－3===MoO2－4＋CO2↑
MoS2＋9ClO－＋6OH－===MoO2－4＋9Cl－＋2SO2－4＋3H2O
(3)(NH4)2CO3或(NH4)2SO3
测试方向：
1.[必考：2－(6)④⑤]了解化学平衡常数(K)的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算；理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。

2.[必考：2－(6)⑤⑥]理解外界条件对反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律；了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要应用。

3.[必考：2－(2)③⑥]掌握原子结构示意图、电子式、分子式、结构式和结构简式等表示方法；能正确书写化学方程式和离子方程式。

【自主命题】材料与已有知识的迁移
根据所提供的信息，查阅资料，自编一道相关习题：
【信息】二硫化钼(MoS2) 被誉为“固体润滑剂之王”，利用低品质的辉钼矿(含MoS2、SiO2以及CuFeS2等杂质)制备高纯二硫化钼的一种生产工艺如图：
回答下列问题：
(1)____________________________________________________
(2)____________________________________________________
(3)____________________________________________________
(4)____________________________________________________。