题目内容
【题目】80g CuSO45H2O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图所示。
请回答下列问题：
(1)试确定 200℃时固体物质的化学式_________；
(2)取 270℃所得样品，于 570℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为_______________________。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为__________，其存在的最高温度是__________；
(3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为_______________________。
【答案】CuSO4·H2OCuSO4 
CuO+SO3↑CuSO4·5H2O 102℃2H2SO4(浓)+ Cu
CuSO4 +SO2↑+H2O
【解析】
（1）CuSO45H2O受热到102℃时开始脱水分解，113℃时可得到较稳定的一种中间物，到258℃时才会继续分解，在200℃时失去的水的质量为0.80g-0.57g=0.23g，
根据反应的化学方程式：
CuSO45H2O
CuSO4（5-n）H2O+nH2O
250 18n
0.80g 0.80g-0.57g=0.23g
＝
，解得n=4，即200℃时该固体物质的化学式为CuSO4H2O，故答案为CuSO4H2O；
（2）温度为570℃灼烧得到的黑色粉末应是CuO，氧化性气体则为SO3，反应方程式为：CuSO4 
CuO+SO3↑；CuO与稀硫酸反应的产物是硫酸铜和水，蒸发浓缩、冷却得到的晶体为CuSO45H2O；其存在的最高102℃，故答案为：CuSO4CuO+SO3↑； CuSO45H2O；102℃；
（3）SO3与水反应生成硫酸，浓硫酸与铜加热反应的化学方程式为：2H2SO4（浓）+CuCuSO4+SO2↑+2H2O，故答案为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O。
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【题目】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:
I.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)H1=-53.7kJ/mol
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+ H2O(g)H2
某实验控制CO2和H2初始投料比为1：2.2,经过相同反应时间测得如下实验数据:
T(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) |
543 | Cat.1 | 12.3 | 42.3 |
543 | Cat.2 | 10.9 | 72.7 |
553 | Cat.1 | 15.3 | 39.1 |
553 | Cat.2 | 12.0 | 71.6 |
[备注]Cat.1:Cu/ZnO纳米棒，Cat.2:Cu/ZnO纳米片；
甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比。
已知: ①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ/mol和285.8kJ/mol
②H2O(1)H2O(g) H3=+440kJ/mol
请回答(不考虑温度对H的影响):
(1)a.反应II的H2=____kJ/mol。
b.800℃时，反应I和II对应的平衡常数分别为1.0和2.5，则该温度下反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K的数值为_____。
(2)在图中分别画出I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图(在图中标注出相应的催化剂) ____。
(3)工业生产甲醇还有如下方法:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
副反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
若生产过理中在恒压条件下通入水蒸气，从化学平衡的角度分析该操作对生产甲醇带来的利和弊____。
(4)利用光能和光催化剂，可將CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外线照射时，在不同催化剂(1、I、III)作用下，CH4产量随光照时间的变化如下图所示。下列说法正确的是____
A.催化剂能加快化学反应速率，在反应开始时对正反应的催化效果更好
B.从图中可知催化剂I的催化效果更好
C.若光照时间足够长，三条由线将相交于一点
D.光照15h前，无论用所给的哪种催化剂，该反应均未达到平衡
(5)人们正在研究某种锂一空气电池，它是一种环境友好的蓄电池。放电时的总反应为:4Li+O2=2Li2O。在充电时，阳极区发生的过程比较复杂，目前普遍认可是按两步反应进行，请补充完整。
电极反应式:______和Li2O2-2e-=2Li++O2