14 第三板块 化学反应与能量 层级Ⅲ 回归生产实践·破解新情境问题-【新高考方案】2024年高考化学二轮复习专题增分方略（新教材 江苏专用）

新高考方案·专题增分方略化学 第Ⅲ层级 回归生产实践·破解新情境问题 项目式学习 通过热的热融通化季度整能的相关知能 项目价值 活动目标 情境线 活动线 建模线 以真实情境“天然气中CO:和HS的协同去除”为 设计除去天然气 利用价类二维模型、 设计 例，进行基于模型建构的顶目式教学，通过项目活动，学 巾(02和HS理H 热力学知识计算分析 理论 生在关键问题的解决中不断地建构和运用模型。利用建 论方案 方案的可能性 方案 构的知识摸型深化学生对知识的理解，帮助学生在遇到复 利用电解板型设 杂且多变的问题时，能够做到“有章可循，有法可依”地解 计除去C02和 根据电解池原理设计 建构电 决问题。 HS方案，并优 电池，并从工业生产 解池实 化其模型 实际优化电解模型 际模型 活动项目（一）应用价类二维模型、热力学知识，设计理论去除方案 设计意图：先从类维角度入手，初步设计去除方案：再根据工业生产实际进一步从价维角度人手，同时结合 热力学计算分析反应可行性，进而通过所学知识提出反应不可行的解决方案：找到符合实际的解决方案。教师引 导学生逐步建构解决真实情境的思雏模型 天然气是含有烃和非烃气体的天然气体混：1，根据所学知识，从类维角度设计去除天然气中 合物。烃成分是甲烷和少量高级烃。非烃成分 CO2和H2S气体的方案。 主要是酸性气体硫化氢(H2S)和二氧化碳 (CO2)以及其他含硫物质。酸性气体H2S和 CO2在少量水的存在下都会形成微弱的腐蚀性 酸，这些水会导致第一次扁蚀，长时间下去就会 造成管道破裂和起火。因此除去天然气中的 H2S和CO2非常必要。 2.根据资料1,2所提供的数据进行讨论。这些方案 资料1：2022年全国天然气产量2201.1亿立方米， 在工业中是否可行？ 其中CO2,H2S的体积分数分别为10%和15%。 资料2： 物质 消耗量/亿吨成本（元/吨）耗资/亿元 NaOH 1.08 3000 3257 Ca(OH) 1.00 1000 1004 64 第三板块化学反应与能量 3.(1)如果从类维的角度设计方案是不可行的，那还： 主反应：CH1(g)+CO2(g)一一2CO(g)十2H2(g) 可以从什么角度入手？并说明原因。 △H=246.5kJ·mol-1 副反应：L.H(g)+CO2(g)CO(g)+HO(g) △H=41.2kJ·mol- Ⅱ.2C0(g)CO2(g)+C(s) △H=-172.5kJ·mol-1 Ⅲ.CH4(g)C(s)+2H2(g) △H=74.0kJ·mol-1 其中，副反应Ⅱ、Ⅲ形成的积碳易导致催化剂 失去活性。 (2)预测反应的产物是什么？ ①在原料气中添加微量O2有利于保持催化剂 的活性，其原因是 ②在催化剂中添加少量多孔CaO能提高CO2 转化率并保持催化剂的活性，其原因是 ③主反应过程机理模型如图所示（表示吸附 在催化剂表面的活性物种)。根据反应机理， 生成C)的过程可描述为 ①① ① @©o @0H,n@0@Q0 ⑨ 4.已知：2C0(g)+O2(g)—2C02(g) t⊙@y Ni △H=-586kJ·mol-1 2H2S(g)+O2(g)—2S(s)+2H2O(1) (2)我国科学家以Si/Bi材料作光电阴极、CO2饱 △H=-530.4kJ·mol-1 和的0.5mol·L-I的KHCO3溶液作电解液 反应C(O2(g)+H2S(g)CO(g)+S(s)+H2(O(I) (pH=7.4),将CO2转化为HC(OOH,原理如 (1)能否自发进行？并说明理由： 图所示。 (2)如何使该反应能够进行： 9 [类题迁移] HCOO (2023·南章、些城一模)C02的资源化利用能有效 质子交换膜 减少CO2的排放，充分利用碳资源。 ①根据图示，写出光电阴极电极反应式 (1)1991年，Ashcroft提出了甲烷二氧化碳重整的 技术理论：气体分子吸附至催化剂表面后发生 ②从能源利用和资源综合利用角度分析该方 反应。500℃时，反应原理如下。 法优点是 铺65 新高考方案·专题增分方略化学 活动项目（二） 初步设计电解池理论模型并优化模型， 实现从理论模型到实际模型的转化 设计意图：先初步设计电解池理论模型，但在解决C()2反应慢、H2S吸附率低等问题时都充分利用化学动 力学进行方案设计及优化。H2S的处理跳脱原体系，引入EDTA-F3+进行循环利用从而间接除去H2S。最终 优化设计成绿色，实用、高效的电解池实际模型。通过此环节能有效地提升学生建构模型和应用模型的能力。 (一)初步设计电解池理论模型 (2)硫化氢的吸附率低，为提高其吸附率，设计如下 1.结合教材中电解饱和NCI溶液为模型，根据电解 装置，采用氧化一电解的双反应器对含硫化氢的 去除天然气中CO2和H2S气体反