7. 2025年,我国研发的深空探测储能系统中,首次采用了“二氧化碳转化甲醇”技术,将火星大气中的二氧化碳转化为可储存的甲醇燃料,为探测器长期驻留提供能源支持。下图是该转化过程的微观模拟示意图。

(1)写出该反应的化学方程式:。
(2)参加反应的甲与乙的质量比为(填最简整数比)。
(3)请从微观角度分析,该反应遵守质量守恒定律的原因是。
(4)杭州亚运会颁奖礼服及旗手服装系列名为“云舒霞卷”,寓意姿态万千,色彩斑斓。颁奖礼仪服装色彩来源于亚运色彩“虹韵紫、月桂黄、水墨白、湖山绿”。色彩颜料中含有石绿,石绿[主要成分$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$]受热分解生成三种氧化物(分解过程中元素化合价不改变),写出该反应的化学方程式:。

7. (1) $\ce{CO_{2} + 3H_{2} \xlongequal{催化剂} CH_{3}OH + H_{2}O}$
(2) 22：3
(3) 化学反应前后，原子的种类、个数和质量都不变
(4) $\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3} \xlongequal{△} 2CuO + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$

【分析】首先根据微观示意图确定各物质的化学式，结合化学方程式书写规则配平反应式；计算反应物质量比时，用相对分子质量乘以化学计量数后求最简整数比；从微观角度解释质量守恒定律需明确原子的变化特点；碱式碳酸铜分解需结合元素化合价不变和氧化物的种类推导产物，进而书写方程式。
【解析】
(1) 由微观示意图可知，甲为$\ce{CO_{2}}$，乙为$\ce{H_{2}}$，丙为$\ce{CH_{3}OH}$，丁为$\ce{H_{2}O}$，反应的化学方程式为$\ce{CO_{2} + 3H_{2} \xlongequal{催化剂} CH_{3}OH + H_{2}O}$；
(2) 参加反应的甲（$\ce{CO_{2}}$）的相对分子质量为$12+16×2=44$，乙（$\ce{H_{2}}$）的化学计量数为3，总相对质量为$3×(1×2)=6$，故甲与乙的质量比为$44:6=22:3$；
(3) 化学反应的微观过程是分子分裂为原子，原子重新组合成新分子，反应前后原子的种类、个数和质量均不发生改变，因此该反应遵守质量守恒定律；
(4) $\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$受热分解生成三种氧化物，分解过程中元素化合价不变，铜元素为+2价，故产物为$\ce{CuO}$、$\ce{H_{2}O}$和$\ce{CO_{2}}$，反应的化学方程式为$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3} \xlongequal{△} 2CuO + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$；
【答案】
(1) $\ce{CO_{2} + 3H_{2} \xlongequal{催化剂} CH_{3}OH + H_{2}O}$
(2) $22:3$
(3) 化学反应前后，原子的种类、个数和质量都不变
(4) $\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3} \xlongequal{△} 2CuO + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$
【知识点】
化学方程式书写、质量守恒定律、根据化学方程式计算质量比
【点评】
本题结合微观示意图和实际应用场景考查化学核心知识，需准确识别微观粒子对应的物质，掌握化学方程式的书写规则、质量守恒的微观本质及碳酸盐分解的反应规律，题型常规，难度适中。
【难度系数】
0.5

8. 2025年诺贝尔化学奖授予“金属有机框架(MOFs)”领域的开发者，这种材料内部有无数个纳米级别的孔隙。
(1)MOFs材料特殊的孔道结构是理想的氢气存储材料。
①MOFs材料作为氢气的存储材料主要利用了其独特的(填“导电性”或“吸附性”)。
②研究表明，MOFs材料在低温环境下的储氢效果优于常温。从微观粒子角度解释其原因是。
(2)MOFs材料能高选择性吸附废气中的NO₂，转化N₂O₄，在H₂O和O₂作用下转化为HNO₃，原理如图所示。

①NO₂与N₂O₄中氮元素化合价(填“相等”或“不等”)。
②结合上图写出N₂O₄转化为HNO₃的反应方程式：。

8. (1) ① 吸附性
② 温度降低，分子运动速率减慢，氢气分子更易被吸附
(2) ① 相等
② $\ce{2N_{2}O_{4} + 2H_{2}O + O_{2} \xlongequal{MOFs} 4HNO_{3}}$

【分析】
本题围绕金属有机框架(MOFs)材料考查化学基础知识，解题思路如下：
1. 对于(1)①，根据MOFs的多孔结构特点，判断其作为储氢材料利用的性质；
2. (1)②从微观粒子运动与吸附的关系，解释低温储氢效果好的原因；
3. (2)①通过化合物中化合价代数和为0，分别计算NO₂和N₂O₄中氮元素的化合价，判断是否相等；
4. (2)②根据图示确定反应物、生成物及反应条件，结合原子守恒配平化学方程式。
【解析】
(1)① MOFs材料具有纳米级孔隙，作为氢气存储材料，是利用其独特的吸附性，而非导电性，故填吸附性。
② 从微观角度，温度降低时，氢气分子的运动速率减慢，更易被MOFs材料的孔隙吸附，因此低温环境下储氢效果优于常温。
(2)① 计算化合价：在化合物中各元素正负化合价代数和为0，NO₂中O为-2价，设N化合价为x，则x + 2×(-2)=0，得x=+4；N₂O₄中，设N化合价为y，则2y +4×(-2)=0，得y=+4，故两者氮元素化合价相等。
② 根据图示，N₂O₄在MOFs作用下，与H₂O、O₂反应生成HNO₃，根据原子守恒配平：$\ce{2N_{2}O_{4} + 2H_{2}O + O_{2} \xlongequal{MOFs} 4HNO_{3}}$。
【答案】
(1) ① 吸附性；② 温度降低，分子运动速率减慢，氢气分子更易被吸附；
(2) ① 相等；② $\ce{2N_{2}O_{4} + 2H_{2}O + O_{2} \xlongequal{MOFs} 4HNO_{3}}$
【知识点】
吸附性、化合价计算、化学方程式书写
【点评】
本题结合新型材料MOFs考查化学核心基础知识，难度不大，需要学生掌握物质性质的判断、化合价计算及化学方程式配平的基本方法，体现了化学与新材料应用的联系。
【难度系数】
0.6

9.在全球新能源汽车赛道竞速的当下，锂电池是核心动力源。某知名科技企业研发中心正在攻关下一代高能量密度电池技术，其核心生产环节涉及磷酸铁锂($\mathrm{LiFePO}_4$)、金属锂及正负极材料的精密制备。
(1)在碳酸锂($\mathrm{Li}_2\mathrm{CO}_3$)中，锂元素的化合价为。
(2)制备硫酸铁时，通常将稀硫酸加入铁红($\mathrm{Fe}_2\mathrm{O}_3$)中进行溶浸生成硫酸铁和水，该反应的化学方程式为。
(3)将粉末状的含铁化合物、含锂化合物和含碳化合物，按照一定比例混合均匀，高温烧结即可制得磷酸铁锂。请问将粉末状原料混合均匀的目的是。

9. (1) +1
(2) $\ce{Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}SO_{4} = Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}O}$
(3) 增大接触面积，使得反应更快、更充分

【分析】
这道题包含三个化学基础问题，解题思路如下：
1. 化合价计算：利用“化合物中各元素正负化合价代数和为0”的规则，结合碳酸根的化合价，即可算出锂元素的化合价；
2. 化学方程式书写：先确定反应物、生成物，再根据复分解反应规律配平，确保原子守恒；
3. 原料混合的目的：从影响反应的因素（接触面积）分析，粉末混合能增大反应物接触面积，促进反应进行。
【解析】
(1) 设$\ce{Li_{2}CO_{3}}$中$\ce{Li}$元素的化合价为$x$，碳酸根（$\ce{CO^{2-}_{3}}$）的化合价为$-2$，根据化合物中正负化合价代数和为0，可得：$2x + (-2) = 0$，解得$x=+1$；
(2) 铁红（$\ce{Fe_{2}O_{3}}$）与稀硫酸（$\ce{H_{2}SO_{4}}$）发生复分解反应，生成硫酸铁（$\ce{Fe_{2}(SO_{4})_{3}}$）和水，配平后化学方程式为：$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}SO_{4} = Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}O}$；
(3) 将粉末状原料混合均匀，可增大反应物之间的接触面积，从而使反应更快、更充分。
【答案】
(1) +1
(2) $\ce{Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}SO_{4} = Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 3H_{2}O}$
(3) 增大接触面积，使得反应更快、更充分
【知识点】
化合价计算、化学方程式书写、反应速率的影响因素
【点评】
本题围绕锂电池相关化学知识，考查化合价计算、酸与金属氧化物的反应方程式书写及反应条件的实际应用，属于化学基础题，侧重核心知识点巩固，难度较低。
【难度系数】
0.8