把握正确价值取向 提高化学复习效率

孟凡盛

新课程高考主观试题设计的价值取向，特别注重以真实化学研究或化学工艺创设新颖情景，考查考生运用所学基础化学知识和基本化学理论解决实际问题的能力。

笔者长期跟踪研究高考化学试题设计的价值取向及其发展方向，长期坚持用有正确价值取向的原创试题来提高考生学习的针对性，收到了事半功倍的学习效果。如2013年3月至5月期间，笔者多次在省级高三化学教师复习备考讲座中设计的钴酸锂电池试题，与2013年高考新课标I卷第27题的部分小题完全吻合。

通过多年潜心研究、精心选择，笔者认为：锰、钒、砷、硼等元素的化合物，在今后高考无机推断试题中出现的概率较大;一碳化学、CO2的减排及资源化利用、燃煤脱硫技术、多元强酸及其盐的电离和水解等，在今后高考反应原理试题中出现的机会较多。考生考前若能弄懂、弄熟、弄透这几道试题的价值取向及相关基础知识和解题方法，羊年高考或许会得意扬扬！

一、正确价值取向的无机推断试题

【例1】MnO2常用于实验室和电池工业，回答下列问题：

（1） MnO2主要存在于软锰矿中。写出舍勒用软锰矿制取Cl2的离子方程式________。

（2）检验溶液中Mn2+的方法为：向待测溶液中加入硝酸，无明显现象;继续加入难溶于水的NaBiO3 （还原产物为Bi3+），溶液呈紫红色，写出反应的离子方程式____________。取实验室制备Cl2后的冷却澄清溶液，依次加入硝酸、少量NaBiO3，发现溶液变为紫红色后立即褪去，用离子方程式解释紫红色褪去的原因_______________。

（3）图1所示电解池，通电后电解池的阴极和阳极上分别制备单质Mn和MnO2。

图1                                       图2

①A是直流电源的            极（填“正”或“负”）。

②写出石墨电极上的反应式            。写出电解总反应的离子方程式            。

③要配制阳极室的电解质溶液250 mL，需要称取MnSO4            g。

（4）上述方法制备的MnO2常用于制造电池。

①写出碱性锌锰电池放电时的总反应式            。

②性能优良的锂锰电池反应原理如图2所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+ 通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。电池正极反应式为__________。是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_______（填“是”或“否”），原因是_________。

（5）某化学研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2。（反应条件已略去）

假设脱除的SO2只与软锰矿浆中的MnO2反应。按照图示流程，将a m3（标准状况）含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SO2的脱除率为89.6%，最终得到MnO2的质量为c kg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO2_______kg。

解析：（1）教材上介绍舍勒研究软锰矿时，发现它与热的浓盐酸反应放出黄绿色气体，实验室至今仍用该反应制备氯气：MnO2+4H++2Cl-Mn2++ Cl2↑+2H2O。高考时遇到教材上的反应，考生一定要写得规范无误，测试时有的考生漏写加热符号和气体箭头。

（2）考查陌生氧化还原反应离子方程式的书写，以及用离子方程式解释新情景实验中的现象。硝酸起酸化的作用，Mn2+被NaBiO3氧化为紫红色的MnO4-，离子方程式为：2Mn2++5 NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Bi3++ 5Na++7H2O。测试时不少考生忽视了“难溶于水”，把“NaBiO3”误写成“BiO3-”而扣分。制备Cl2后的溶液含有大量具有还原性的Cl-，可以将MnO4-还原为Mn2+而褪色：2MnO4-+10 Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。

（3）考查考生观察理解能力。考生应敏锐地观察到铁电极只能在该电解池中作阴极，如果铁电极作阳极就是活泼阳极，会失去电子被氧化，这样阳极上就不能制备MnO2。①铁电极是阴极则A是电源的负极。②石墨阳极上是还原剂Mn2+失去电子被氧化为MnO2：Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+。铁阴极上是Mn2+得到电子被还原为Mn：Mn2++2e-=Mn，二者相加即为电解总反应：2Mn2++2H2OMn+ MnO2+4H+。③右室为阳极室， c（MnSO4）=c（Mn2+）=1 mol/L（Mn的相对原子质量为55），m（MnSO4）=1 mol/L×0.250 L×151 g/mol= 37.75 g。

（4）①碱性锌锰电池的电极反应式和电池总反应式均来自教材，负极为Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2，正极为2 MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH-，总反应为二者相加Zn+2MnO2+ 2H2O = 2MnOOH+Zn（OH）2，“MnOOH”名称为氢氧化氧锰。测试时不少考生写错了锌锰碱性电池的总反应式而失分，特别提醒考生考前一定要挤出时间回归教材。②活泼金属锂为电池的负极，易与水反应，因此有机电解质不能用水代替。正极材料MnO2得到电子的同时结合迁移入的Li+生成LiMnO2：MnO2+e-+Li+ =LiMnO2。

（5）第一步脱除SO2的反应为：SO2+ MnO2= MnSO4，生成的MnSO4与消耗的SO2物质的量相等，即：

n1（MnSO4）= n（SO2） =

=0.4ab  mol

第四步生成MnO2的反应为：3Mn2++2MnO4-+ 2H2O=5MnO2↓+4H+，则第四步的物质的量为：

n4（MnSO4）= n（MnO2） =×

第二、三两步引入的锰元素就是除去铁、铝、铜、镍等杂质时引入的锰元素，其物质的量为：

n（Mn）= n4（MnSO4） - n1（MnSO4）

=× - 0.4ab  mol

相当于MnO2的质量为：

m（MnO2）= n（Mn） ×87 g·mol-1 ×10-3 kg·g-1

= （×- 0.4ab  mol ）×87 g·mol-1 ×

10-3 kg·g-1

= kg

答案：（1） MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O

（2）2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Bi3++ 5Na++7H2O    2MnO4-+10 Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+ 8H2O

（3） ①负   ②Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+   2Mn2++ 2H2OMn+ MnO2+4H+    ③37.75

（4） ①Zn+2MnO2+ 2H2O=2MnOOH+Zn（OH）2

②MnO2+e-+Li+ =LiMnO2   否   电极Li是活泼金属，能与水反应

（5）

价值取向：锰的化合物贯穿初、高中化学始终，本题以考生非常熟悉的MnO2为素材，选取Mn2+的检验、同槽电解制取单质锰和MnO2、锌锰碱性电池和锂锰电池、软锰矿脱硫同时制电极材料MnO2等真实化学应用，考查考生在新情景下运用“双基”的能力、理解的深刻性及计算的敏捷性。试题设计理念是高考命题专家最常用的“源于教材又高于教材”。

引申拓展：若用图3，电解池阴极产生目标产物单质锰，阳极产生氧气;若用图4，电解池阳极产生目标产物MnO2，阴极析出氢气;图1则是阴、阳极同时产生目标产物单质锰和MnO2，即图1的电流效率比图3、图4的电流效率高（或说制备等量的目标产物，图1的能耗最低）。

图3                                   图4

【例2】钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新能源等领域。回答下列问题：

（1） V2O5为两性氧化物，与强碱反应生成钒酸盐（VO43-），溶于强酸生成含钒氧离子（VO2+）的钒酰盐。写出V2O5分别与烧碱溶液和稀硫酸反应的离子方程式________________、__________________。

（2） V2O5是接触法制硫酸的催化剂。450℃时，在催化氧化SO2的过程中，发生V2O5与VO2之间的转化，写出催化氧化SO2过程中发生的两个氧化还原反应方程式_____________、_________________。

（3） V2O5有强氧化性，在酸性溶液中被还原为蓝色的VO2+（钒氧基离子）。9.1 g V2O5与足量的浓盐酸反应，产生_______L（标准状况）的黄绿色气体。（V的相对原子质量为51）

（4） 全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示：

①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为

。

②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由             色变为             色。

③放电过程中氢离子的作用是              和              ;充电时若转移的电子数为3.01×1023个，左槽溶液中   n（H+）的变化量为                。

解析：（1）考查考生的迁移能力。两性氧化物是指既能与强碱反应生成盐和水 （V2O5+6OH-=2VO43-+ 3H2O），又能与强酸反应生成盐和水的氧化物（V2O5+2H+=2VO2++H2O），如考生熟悉的Al2O3。

（2） 考查考生理解能力。V2O5催化氧化SO2的总

反应为：2SO2+O22SO3。根据“发生V2O5与VO2之

间的转化”知，V2O5先把还原剂SO2氧化为SO3，本身还原为VO2（SO2 + V2O5SO3+ 2VO2），然后O2把VO2氧化为V2O5 （4VO2+ O22V2O5）。也可以用总反应式减去第一个反应式得到第二个反应式。

（3）考查考生能否在陌生情景中熟练运用得失电子守恒进行简洁的化学计算。消耗1 mol V2O5与生成1 mol Cl2转移电子均为2 mol，9.1 g V2O5为0.05 mol，故产生的Cl2也为0.05 mol，标准状况时的体积为

0.05 mol×22.4 L/mol=1.12 L。

（4） ① “左槽溶液逐渐由黄变蓝”，是氧化剂VO2+ （+5价V）在酸性溶液中得电子被还原为VO2+ （+4价V）的过程，电极反应式为：VO2++e- + 2H+=VO2++H2O。②充电时右槽电极与外接电源负极相连作阴极，阴极上发生得电子的还原反应，也就是V由高价态（V3+）还原为低价态（V2+），即由绿色变为紫色。③放电时H+的两个作用分别为：通过交换膜定向移动导电和参与正极反应。充电时左槽反应为：VO2+-e-+H2O=VO2++ 2H+，即每通过0.5 mol e-生成1 mol H+，同时有0.5 mol H+通过交换膜定向移动至右槽，左槽溶液中Δn（H+）= 1mol-0.5mol=0.5mol。

答案：（1） V2O5+6OH-= 2VO43-+3H2O

V2O5+2H+ = 2 VO2++H2O

（2）SO2 + V2O5SO3+ 2 VO2

4VO2+O22V2O5

（3）1.12

（4）①VO2++2H++e-= VO2++H2O      ②绿    紫

③ 参与正极反应   通过交换膜定向移动使电流通过溶液    0.5 mol

价值取向：钒是现代工业的“味精”——钢是虎，钒是翼，钢含钒犹如虎添翼。本题选择了考生既熟悉又陌生的V2O5，考查考生在新情景中，正确理解两性氧化物的性质、理解V2O5催化氧化SO2的反应历程的能力，同时用发展势头强劲的优秀绿色环保蓄电池——全钒液流储能电池，创设全新情景，考查考生运用电化学基础解决问题的能力。

二、正确价值取向的反应原理试题

【例1】甲醇是基本有机原料之一，可以用来制备 （CH3）2NH（二甲胺）、（CH3）2NCHO （二甲基甲酰胺） 、HCOOCH3（甲酸甲酯）、CH3OCH3（甲醚）、（CH3O）2CO （碳酸二甲酯）等重要有机物，这些有机物的沸点如下表：

名称 沸点（℃） 名称 沸点（℃）

甲醇 64.7 甲酸甲酯 32

二甲胺 7.4 甲醚 -24.9

二甲基甲酰胺 153 碳酸二甲酯 90

（1） ①在425℃、Al2O3作催化剂时，甲醇与氨气反应可以制得二甲胺，反应的化学方程式为________。二甲胺显弱碱性，与盐酸反应生成（CH3）2NH2Cl，溶液中离子浓度由大到小的顺序为_____________。

②甲醇合成二甲基甲酰胺的化学方程式为：

2CH3OH+NH3+CO（CH3）2 NCHO+2H2O  ΔH

若该反应在常温下能自发进行，则ΔH          0（填“>”“<”或“=”），判断理由是                。

（2） 甲醇制备甲酸甲酯的化学方程式为：

HCOOH+CH3OHHCOOCH3+H2O

某兴趣小组通过实验测定常温时上述酯化反应的化学平衡常数K。反应体系中各组分的起始量如下表（反应过程中体积变化忽略不计）：

组分 HCOOCH3 H2O HCOOH CH3OH

物质的量/mol 1.00 1.99 0.01 0.52

甲酸甲酯转化率在常温时随反应时间（t）的变化如下图：

①写出实验过程中发生反应的化学方程式

____________________。

②甲醇与甲酸常温时发生酯化反应的平衡常数K=___________。

（3） 甲醇制甲醚的化学方程式为：

2CH3OHCH3OCH3+H2O  ΔH

一定温度下，在三个体积为1.0 L的恒容密闭容器中发生上述反应：

容器

编号 温度

（℃） 起始物质的量（mol） 平衡物质的量（mol）

CH3OH CH3OCH3 H2O

I 387 0.20 x

Ⅱ 387 0.40 y

Ⅲ 207 0.20 0.090 0.090

①x / y=________。

②已知387℃时该反应的化学平衡常数K=4，容器Ⅱ中反应达到平衡后，若要进一步提高甲醚的产率，可以采取的措施有             。

③若起始时向容器I中充入CH3OH 0.1 mol、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol，则反应将向______（填“正”或“逆”）反应方向进行，通过计算说明理由_______________。

（4）以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯工作原理如下图所示：

①电源负极为       （填“A”或“B”），写出阳极的电极反应式____________。

②若参加反应的O2为1.12 m3（标准状况），制得碳酸二甲酯的质量为__________kg。

解析：（1）考查铵盐水解知识的迁移及运用复合判据判断化学反应方向。①CH3OH与NH3发生分子间脱水反应生成（CH3）2NH ：2CH3OH+NH3

（CH3）2NH+2H2O。（CH3）2NH的弱碱性与NH3类似，N原子上的孤对电子可以与H+形成配位键生成类似于NH4Cl的（CH3）2NH2Cl：（CH3）2NH+HCl=（CH3）2NH2Cl，（CH3）2NH2Cl属于强酸弱碱盐，水解显酸性，故离子浓度由大到小的顺序为： c（Cl-）> c[（CH3）2NH2+] > c（H+）>c（OH-）。

②<;常温时该反应是气体体积减小的反应，也就是熵减（ΔS<0）反应，常温下能自发进行说明ΔG=ΔH -TΔS<0，由于-TΔS >0，因此ΔH<0。

（2）考查酯化反应平衡常数的测定原理。兴趣小组是通过测定甲酸甲酯在常温不加催化剂条件下发生水解反应的平衡常数K′，K′的倒数即为甲酸与甲醇酯化反应的平衡常数。①实验过程中发生反应的化学方程式为：HCOOCH3+H2OHCOOH+CH3OH。测试时不少考生无视试题信息（常温无催化剂），想当然地标明反应条件为催化剂和加热。这里提醒考生解题时一定要注意审题，写出符合题意的化学方程式。

②由图像与表格知，在75 min时水解反应达到平衡，甲酸甲酯的转化率为24%，所以水解的甲酸甲酯的物质的量为1.00×24%=0.24 mol。平衡时，

n（HCOOCH3）=1.00 mol-0.24 mol=0.76 mol，n（H2O）=

1.99 mol-0.24 mol=1.75 mol，n（HCOOH）=0.01 mol+ 0.24 mol =0.25 mol ，n（CH3OH）=0.52 mol + 0.24 mol = 0.76 mol，甲酸甲酯水解反应的平衡常数计算过程为：

K′===

由于酯的水解反应是酯化反应的逆过程，所以K=1/ K′=7。

（3）考查等效平衡及运用平衡常数定量判断平衡移动的方向。①387℃，甲醇分子间脱水反应是气体体积不变的气相反应，Ⅱ与Ⅰ是等效平衡，但平衡时各组分的物质的量是Ⅰ的2倍，即x / y =。

②Ⅰ达到平衡时，K==

=4，x=0.08;与Ⅲ比较，平衡时x=0.08<0.09，

即降低温度平衡向右移动，正反应为放热反应，ΔH <0。

③Q ===

< 4，当Q < K时，向正反应方向进行。

（4） 考查观察理解能力及电化学基础知识在新情景中的应用。①右侧O2得电子被还原为H2O，则右侧为阴极室，B为电源负极，A为电源正极。或者：左侧CO中

+2的C失去2 mol e-被氧化为+4价的C（），

左侧为阳极室，A为正极。读图知左侧2 mol CH3OH与CO失去2 mol e-生成（CH3O）2CO和H+： 2CH3OH+ CO-2e-=（CH3O）2CO+2H+。

②总反应为：4CH3OH+2CO+O22（CH3O）2CO+

2H2O，碳酸二甲酯的物质的量为O2的2倍，计算过程为：

m=2n（O2）·M [（CH3O）2CO]=2××

0.9 g· mol-1= 9000 g = 9 kg

答案：（1） ①2CH3OH+NH3（CH3）2NH+

2H2O    c（Cl-）>c[（CH3）2NH2+]>c（H+）>c（OH-）

②<   常温时该反应是气体体积减小的反应，也就是熵减（ΔS<0）反应，常温下能自发进行说明ΔG=△H-TΔS<0，由于-TΔS>0，则ΔH<0

（2）①HCOOCH3+H2OHCOOH+CH3OH    ②7

（3）①     ②降温    ③正

Q ===  < 4

（4） ①B   2CH3OH+CO-2e-=（CH3O）2CO+2H+

②9

价值取向：一碳化学是以含一个碳原子的化合物——甲烷（CH4）、合成气（CO和H2）、CO2 、CH3OH、HCHO等为初始反应物，反应合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。一碳化学的主要目的是节约煤炭和石油资源，用少的碳原料生成多的燃料，提供给人类。本题以一碳化学中的CH3OH为原料，通过制备二甲胺、二甲基甲酰胺、甲酸甲酯、甲醚、碳酸二甲酯等的化学反应，全方位考查考生对化学反应的自发方向、盐类水解、反应速率及平衡理论（含等效平衡）、新型电解池的理解。同时考查考生的读图、读表和计算能力。

【例2】硫酸是二元强酸，K2=1.0×10-2。回答下列问题：

（1）写出硫酸的电离方程式                   、      。

（2）长期用带玻璃塞的磨口玻璃试剂瓶盛放Na2SO4溶液，观察到瓶口被腐蚀，写出腐蚀过程中发生的离子反应方程式                               、                   。

（3）已知0.1mol·L-1NaHSO4溶液的pH=2，则0.1mol·L-1 H2SO4溶液中氢离子的物质的量浓度可能是             0.11 mol·L-1（填“<”“>”或“=”），理由是：

。

（4）0.1mol·L-1 NaHSO4溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是：                                                 。

（5）无色液体二氯化硫酰（SO2Cl2）遇水强烈水解生成硫酸，写出反应的化学方程式             。

（6）如果在1.0 L Na2CO3溶液中溶解0.010 mol BaSO4，写出沉淀转化的离子方程式                      ，列式计算，Na2CO3溶液的最初浓度不得低于多少？（忽略溶液体积变化） [已知：Ksp（BaSO4）=1.1×10-10、Ksp（BaCO3）=2.6×10-9]

解析：（1）考查考生理解信息的能力。 “硫酸是强酸”说明一级电离是完全电离，“K2=1.0×10-2”说明二级电离是部分电离：H2SO4=H++HSO4-、HSO4- H++ SO42-。

（2）硫酸根离子水解使硫酸钠溶液显碱性，生成的少量NaOH与玻璃中的SiO2反应腐蚀玻璃：SO42-+ H2OHSO4-+OH-，SiO2+2OH-=SiO32-+H2O。

（3）H2SO4第一步电离产生的H+抑制了HSO4-的电离。

（4）0.1 mol·L-1 NaHSO4溶液中存在如下3个电离：NaHSO4=Na++ HSO4-、HSO4-H++ SO42-、H2OH++OH-;由于pH=2且H+有两个来源，SO42-只有一个来源，故离子浓度大小顺序为：c（Na+ ）>

c（HSO4-）> c（H+）> c（SO42-）> c（OH- ）

（5） 水解反应元素化合价不变，所以二氯化硫酰中-1价的Cl元素结合水中+1价H元素生成氯化氢：SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl↑。

答案：（1） H2SO4=H++HSO4-     HSO4-H++ SO42-

（2） SO42-+H2OHSO4-+OH-   SiO2+2OH-=SiO32-+H2O

（3） <   H2SO4第一步电离产生的H+，抑制了HSO4-的电离

（4）c（Na+ ）> c（HSO4-）>c（H+）> c（SO42-）> c（OH-）

（5） SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl↑

（6）CO32-+ BaSO4（s）BaCO3（s）+ SO42-

K ====

==0.042

c（CO32-）=== 0.24 mol/L

Na2CO3溶液的最初浓度：

c（Na2CO3）≥（0.01+0.24）mol/L=0.25 mol/L。

价值取向：以考生熟悉的硫酸及硫酸盐为素材创设新的问题情景，考查考生对强、弱电解质的电离、盐类的水解及迁移（共价化合物的水解，第5小题）、定量认识难溶电解质的溶解平衡等电离理论的掌握程度，让考生对硫酸及其盐的认识有推陈出新的感觉。

原创押题

1.砷（As）及其化合物在制备农药、合金、半导体材料中有广泛的应用。回答下列问题：

（1）画出砷的原子结构示意图                        ，指出砷的常见化合价                           。砷的不同核素75As、74As、73As互称为                           ，砷的不同单质灰砷、黄砷、黑砷互称为                           。砷是黄铜添加剂，黄铜的主要成分是                           。

（2） 砒霜（As2O3）是制备含砷杀虫农药的原料。含砷锌（含少量As2O3）制H2会产生有毒的砷化氢，因此实验室必须用无砷锌来制备H2。写出含砷锌与稀硫酸反应生成少量砷化氢的离子方程式为                      。

（3）比较还原性强弱：砷化氢                    硒化氢（填“强于”或“弱于”）;比较对热稳定性强弱：砷化氢               磷化氢（填“强于”或“弱于”）。砷化氢分子的空间构型为              。砷化氢在空气中自燃生成砒霜（As2O3），写出砷化氢自燃的化学方程式           。

（4）砷化镓是除硅之外的最重要半导体材料，由化合物X和砷化氢在500℃～800℃反应制得，11.5 g X与足量砷化氢反应产生6.72 L（标准状况）甲烷。（Ga的相对原子质量70）

①X的化学式为           。

②写出该反应的化学方程式           。

（5）盐桥电池如图所示：若向B中加入适量40%NaOH溶液，观察到电流计指针发生偏转，A中溶液黄色变浅。若向B中加入适量浓盐酸，观察到电流计指针向相反的方向偏转。

①向B中加入适量40% NaOH溶液，电流计指针发生偏转，电子的流向为             →             （填“C1”“C2”），放电时电池总反应的离子方程式为

。

②向B中加入适量浓盐酸，写出原电池的正极反应式           。

③I2、AsO43-氧化性强弱与溶液酸、碱性的关系为           。

2.硼酸（H3BO3）是生产其他硼化物的基本原料，回答下列问题：

（1） 已知 H3BO3的电离常数为5.8×10-10，H2CO3电离常数：K1=4.4×10-7、K2=4.7×10-11，向盛有饱和硼酸溶液的试管中，滴加0.1 mol/L Na2CO3溶液，未观察到气体逸出，简述原因        。

（2） 已知硼酸的电离方程式为H3BO3+H2O    B（OH）4-+H+ ，则H3BO3与足量NaOH溶液反应的化学方程式为        。

（3）硼酸和甲醇在浓硫酸存在下生成B（OCH3）3，B（OCH3）3再与NaH反应制得易溶于水的强还原剂硼氢化钠（NaBH4）。

①B（OCH3）3的名称为                                ，

写出硼酸和甲醇反应生成B（OCH3）3的化学方程式

，反应类型为        。

②NaBH4中H元素的化合价为                            。写出B（OCH3）3与NaH反应生成NaBH4的化学方程式        。

（4） 用NaBH4和过氧化氢可以设计成一种新型碱性电池。该电池放电时，每摩尔NaBH4释放8 mol e-。写出这种电池放电反应的离子方程式        。

（5）（H3BO3）的工业制法是：向四硼酸钠（Na2B4O7）的水溶液中加入硫酸酸化。写出四硼酸钠（Na2B4O7）与硫酸反应生成硼酸的化学方程式        。

（6） H3BO3也可以通过电解的方法制备。工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：

①写出阳极的电极反应式                        。

②分析产品室可得到H3BO3的原因                   ，写出产品室发生的离子方程式        。

3.近年来对CO2的有效控制及其高效利用的研究正引起全球广泛关注。据报道，美国科学家发现了一种新的可将CO2转化为甲醇的高活性催化体系，比目前工业使用的常见催化剂快近90倍。由CO2制备甲醇过程可能涉及的反应如下：

反应Ⅰ： CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g） +H2O（g）

ΔH 1=-49.58 kJ·mol-1

反应Ⅱ：CO2（g）+ H2（g）CO （g）+H2O（g）

ΔH 2

反应Ⅲ： CO（g）+2 H2（g）CH3OH（g）

ΔH 3=-90.77 kJ·mol-1

回答下列问题：

（1）反应Ⅱ的ΔH 2=          ，反应Ⅲ自发进行条件是      （填“较低温”“较高温”或“任何温度”）。

（2）在一定条件下，2 L恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2仅发生反应Ⅰ，实验测得在不同反应物起始投入量下，反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线如下图所示。

反应物起始投入量：

曲线I：n（H2）=3 mol，n（CO2）=1.5 mol

曲线Ⅱ：n（H2）=3 mol，n（CO2）=2 mol

①据图可知，若要使CO2的平衡转化率大于40%，以下条件中最合适的是                            。

A.n（H2）=3 mol，n（CO2）=1.5 mol; 650 K

B.n（H2）=3 mol，n（CO2）=1.7 mol;550 K

C.n（H2）=3 mol，n（CO2）=1.9 mol; 650 K

D.n（H2）=3 mol，n（CO2）=2.5 mol;550 K

②在温度为500 K的条件下，充入3 mol H2和1.5 mol CO2，该反应10 min时达到平衡：

a.用H2表示该反应的速率为        ;

b.该温度下，反应I的平衡常数K=        ;

c.在此条件下，系统中CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图所示，当反应时间达到3 min时，迅速将体系温度升至600 K，请在图中画出3～10 min内容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线：

（3）某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂（发生反应I、Ⅱ、Ⅲ），测得了不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率（a）及CH3OH的产率（b），如图所示，请回答问题：

①该反应达到平衡后，为同时提高反应速率和甲醇的生成量，以下措施一定可行的是       （选填编号）。

A.改用高效催化剂        B.升高温度

C.缩小容器体积            D.分离出甲醇

E.增加CO2的浓度

②据图可知当温度高于260℃后，CO的浓度随着温度的升高而          （填“增大”“减小”“不变”或“无法判断”），其原因是              。