《2026年新高考5年真题化学河北专版》

16. （14分）铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾同时回收利用钾资源，可实现绿色化学的目标。过程如下：

已知：铬铁矿主要成分是$Fe(CrO_{2})_{2}$、$Mg(CrO_{2})_{2}$、$Al_{2}O_{3}$、$SiO_{2}$。
回答下列问题：
(1)基态铬原子的价层电子排布式：3d⁵4s¹。
（2）煅烧工序中$Fe(CrO_{2})_{2}$反应生成$K_{2}CrO_{4}$的化学方程式：4Fe(CrO₂)₂ + 7O₂ + 16KOH = 8K₂CrO₄ + 2Fe₂O₃ + 8H₂O。
(3)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：$Fe_{2}O_{3}$、$H_{2}SiO_{3}$、MgO、Al(OH)₃(填化学式)。
(4)酸化工序中需加压的原因：增大CO₂的溶解度，保证酸化反应充分进行。
(5)滤液Ⅱ的主要成分：KHCO₃(填化学式)。
（6）补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式$Fe(CO)_{5}+$K₂CrO₄+$=$$Cr(OH)_{3}\downarrow+$2KHCO₃+$+$$CO\uparrow$。
(7)滤渣Ⅱ可返回煅烧工序。(填工序名称)

答案： 16. 参考答案
(1)${3d^{5}4s^{1}}$
(2)${4Fe(CrO_{2})_{2} + 7O_{2} + 16KOH\xlongequal{400～500\ ^{\circ} C}8K_{2}CrO_{4} + 2Fe_{2}O_{3} + 8H_{2}O}$
(3)${MgO}$ ${Al(OH)_{3}}$
(4)增大${CO_{2}}$的溶解度，保证酸化反应充分进行
(5)${KHCO_{3}}$
(6)${K_{2}CrO_{4} + 2CO_{2} + 2H_{2}O = K_{2}Cr_{2}O_{7} + 2KHCO_{3}}$
(7)煅烧
命题意图 本题以铬元素及其化合物的制备同时回收利用钾资源的过程为情境，考查元素及产品的性质，体现了“证据推理与模型认知”等化学学科核心素养。
解题思路 铬铁矿与过量${KOH}$在空气中煅烧，${Fe(CrO_{2})_{2}}$、${Mg(CrO_{2})_{2}}$、${KOH}$和${O_{2}}$反应转化为${Fe_{2}O_{3}}$、${MgO}$、${K_{2}CrO_{4}}$，而${Al_{2}O_{3}}$、${SiO_{2}}$分别与过量的${KOH}$反应，转化为${KAlO_{2}}$、${K_{2}SiO_{3}}$。加入${KHCO_{3}-K_{2}CO_{3}}$的混合溶液，同时通入${CO_{2}}$进行浸取，${KAlO_{2}}$、${K_{2}SiO_{3}}$与${CO_{2}}$反应，分别转化为${Al(OH)_{3}}$沉淀、${H_{2}SiO_{3}}$沉淀，${Fe_{2}O_{3}}$、${MgO}$与${KHCO_{3}-K_{2}CO_{3}(aq)}$、${CO_{2}}$均不反应，则滤渣Ⅰ的主要成分为${Fe_{2}O_{3}}$、${H_{2}SiO_{3}}$、${MgO}$、${Al(OH)_{3}}$。通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，分离出${K_{2}CrO_{4}}$固体，滤液Ⅰ中含有${K_{2}CO_{3}}$和少量${K_{2}CrO_{4}}$。向${K_{2}CrO_{4}}$固体中加水溶解，并通入过量${CO_{2}}$提供酸性环境，将${K_{2}CrO_{4}}$转化为${K_{2}Cr_{2}O_{7}}$，同时有副产物${KHCO_{3}}$生成（反应方程式为${K_{2}CrO_{4} + 2CO_{2} + 2H_{2}O = K_{2}Cr_{2}O_{7} + 2KHCO_{3}}$）。将${K_{2}Cr_{2}O_{7}}$与${KHCO_{3}}$分离，滤液Ⅱ的主要成分为${KHCO_{3}}$。还原、分离工序中${Fe(CO)_{5}}$作还原剂，将滤液Ⅰ中剩余的${K_{2}CrO_{4}}$还原为${Cr(OH)_{3}}$，自身转化为${Fe(OH)_{3}}$沉淀，同时生成${CO}$和${KOH}$，其中${Fe(OH)_{3}}$和${Cr(OH)_{3}}$进入滤渣Ⅱ，${KOH}$进一步处理得到${K_{2}CO_{3}}$。
(1)铬是24号元素，其基态原子的核外电子排布符合洪特规则特例，价层电子排布式为${3d^{5}4s^{1}}$。
(4)通入过量${CO_{2}}$的目的是提供酸性环境，使${K_{2}CrO_{4}}$转化为${K_{2}Cr_{2}O_{7}}$，加压可以增大${CO_{2}}$的溶解度，使更多的${CO_{2}}$溶解在溶液中，从而保证酸化反应充分进行，提高酸化反应速率和${K_{2}CrO_{4}}$的转化率。
(7)滤渣Ⅱ主要成分是${Cr(OH)_{3}}$、${Fe(OH)_{3}}$，可返回煅烧工序，节约原料，实现绿色化学。

17. （15分）乙二醇$(EG)$是一种重要的基础化工原料，可通过石油化工和煤化工等工业路线合成。
（1）石油化工路线中，环氧乙烷$(EO)$水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法，环氧乙烷和水反应生成乙二醇，伴随生成二乙二醇$(DEG)$的副反应。
主反应：$EO(aq)+H_{2}O(l)=EG(aq)\ \ \Delta H＜0$
副反应：$EO(aq)+EG(aq)=DEG(aq)$
体系中环氧乙烷初始浓度为$1.5\ mol· L^{-1}$，恒温下反应$30\ min$，环氧乙烷完全转化，产物中$n(EG):n(DEG)=10:1$。
①$0\sim30\ min$内，$v_{总}(EO)=$0.05$mol· L^{-1}· min^{-1}$。
②下列说法正确的是cd(填序号)。
a. 主反应中，生成物总能量高于反应物总能量
b. $0\sim30\ min$内，$v_{总}(EO)=v_{总}(EG)$
c. $0\sim30\ min$内，$v_{主}(EG):v_{副}(DEG)=11:1$
d. 选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率
（2）煤化工路线中，利用合成气直接合成乙二醇，原子利用率可达$100\%$，具有广阔的发展前景。
反应如下：
$2CO(g)+3H_{2}(g)\rightleftharpoons HOCH_{2}CH_{2}OH(g)\ \ \Delta H$
按化学计量比进料，固定平衡转化率$\alpha$，探究温度与压强的关系。$\alpha$分别为$0.4$、$0.5$和$0.6$时，温度与压强的关系如图：

①代表$\alpha = 0.6$的曲线为L₁（填“$L_{1}$”“$L_{2}$”或“$L_{3}$”）；原因是该反应为气体体积减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大。
②$\Delta H$＜$0$(填“$＞$”“$＜$”或“$=$”)。
③已知：反应$aA(g)+bB(g)\rightleftharpoons yY(g)+zZ(g)$，$K_{x}=\frac{x^{y}(Y)x^{z}(Z)}{x^{a}(A)x^{b}(B)}$，$x$为组分的物质的量分数。
$M$、$N$两点对应的体系，$K_{x}(M)$=$K_{x}(N)$(填“$＞$”“$＜$”或“$=$”)，$D$点对应体系的$K_{x}$的值为12。
④已知：反应$aA(g)+bB(g)\rightleftharpoons yY(g)+zZ(g)$，$K_{p}=\frac{p^{y}(Y)p^{z}(Z)}{p^{a}(A)p^{b}(B)}$，$p$为组分的分压。调整进料比为$n(CO):n(H_{2})=m:3$，系统压强维持$p_{0}\ MPa$，使$\alpha(H_{2}) = 0.75$，此时$K_{p}=$1/[( (m-1.5)/m × p₀ )² × (0.75/m × p₀)²]$MPa^{-4}$(用含有$m$和$p_{0}$的代数式表示)。

答案： 17. 参考答案
(1)①0.05 ②cd
(2)①${L_{1}}$ 该反应为气体体积减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大 ②＜ ③= 12 ④$\frac{1}{(\frac{m - 1.5}{m}p_{0})^{2}×(\frac{0.75}{m}p_{0})^{2}}$
命题意图 本题以乙二醇的制备为情境，考查化学反应速率与化学平衡的移动，体现了“变化观念与平衡思想”等化学学科核心素养。
解题思路
(1)①反应30 min，环氧乙烷完全转化，则0～30 min内$v_{ 总}({EO})=\frac{1.5\ mol· L^{-1}}{30\ min}=0.05\ mol· L^{-1}· min^{-1}$。 ②$\Delta H=$生成物总能量-反应物总能量，主反应$\Delta H＜0$，则生成物总能量低于反应物总能量，a项错误。主反应伴随副反应发生，${EG}$作为主反应的生成物，同时也是副反应的反应物，即${EG}$的浓度变化量小于${EO}$的浓度变化量，$v_{ 总}({EO})＞v_{ 总}({EG})$，b项错误。同一反应体系中物质的量变化之比等于化学计量数之比，产物中$n({EG}):n({DEG})=10:1$，即$\Delta n({EG}):\Delta n({DEG})=10:1$，$v_{ 总}({EG})=v_{ 主}({EG})-v_{ 副}({EG})$，反应时间相同，则$v_{ 总}({EG}):v_{ 副}({DEG})=10:1$，即$\frac{v_{ 主}({EG})-v_{ 副}({EG})}{v_{ 副}({DEG})}=\frac{10}{1}$，副反应中$v_{ 副}({EG})=v_{ 副}({DEG})$，则$v_{ 主}({EG}):v_{ 副}({DEG})=11:1$，c项正确。选择适当催化剂提高主反应的选择性，从而提高乙二醇的最终产率，d项正确。
(2)①该反应为气体体积减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，$p({L_{1}})＞p({L_{2}})＞p({L_{3}})$，${L_{1}}$、${L_{2}}$、${L_{3}}$对应的$\alpha$依次为0.6、0.5、0.4。 ②由图可知，压强相同时，温度越高，平衡转化率越低，说明升高温度，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，$\Delta H＜0$。 ③M、N的进料相同，平衡转化率相等，即平衡时各组分物质的量分数分别相等，则$K_{x}({M})=K_{x}({N})$。D点对应的平衡转化率为0.5，按化学计量比进料，设起始加入2 mol ${CO}$、3 mol ${H_{2}}$，列三段式： ${2CO(g) + 3H_{2}(g)⇌ HOCH_{2}CH_{2}OH(g)}$ 起始/mol 2 3 0 转化/mol 1 1.5 0.5 平衡/mol 1 1.5 0.5 平衡时${CO}$、${H_{2}}$、${HOCH_{2}CH_{2}OH}$的物质的量分数分别为$\frac{1}{3}$、$\frac{1}{2}$、$\frac{1}{6}$，$K_{x}({D})=\frac{\frac{1}{6}}{(\frac{1}{3})^{2}×(\frac{1}{2})^{3}}=12$。 ④设起始加入$m$ mol ${CO}$、3 mol ${H_{2}}$，此时$\alpha({H_{2}})=0.75$，列三段式： ${2CO(g) + 3H_{2}(g)⇌ HOCH_{2}CH_{2}OH(g)}$ 起始/mol $m$ 3 0 转化/mol 1.5 2.25 0.75 平衡/mol $m - 1.5$ 0.75 0.75 系统压强维持$p_{0}\ MPa$，平衡时气体总物质的量为$m\ mol$，则${CO}$、${H_{2}}$、${HOCH_{2}CH_{2}OH}$的平衡分压分别为$\frac{m - 1.5}{m}p_{0}\ MPa$、$\frac{0.75}{m}p_{0}\ MPa$、$\frac{0.75}{m}p_{0}\ MPa$，此时$K_{p}=\frac{\frac{0.75}{m}p_{0}}{(\frac{m - 1.5}{m}p_{0})^{2}×(\frac{0.75}{m}p_{0})^{3}}\ MPa^{-4}=\frac{1}{(\frac{m - 1.5}{m}p_{0})^{2}×(\frac{0.75}{m}p_{0})^{2}}\ MPa^{-4}$。
易错提醒
在一定的温度和压强范围内，对于一个指定的有气体参加或生成的化学反应，$K_{c}$和$K_{p}$的大小仅和温度有关；但$K_{x}$不仅和温度有关，还和总压有关，当温度、压强同时改变时，可能存在$K_{x}$不变的情况。对反应前后气体物质的量不变的反应，其$K_{x}$与总压无关。