题目内容
4．
利用光能和光催化剂，可将 CO2 和 H2O（g）转化为 CH4 和 O2．紫外光照射时，在不同催化剂（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ）作用下，CH4产量随光照时间的变化如图所示．（1）在0～30 小时内，CH4的平均生成速率 vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为vⅢ＞vⅡ＞vⅠ；反应开始后的 12 小时内，在第II种催化剂作用下，收集的 CH4最多．
（2）将所得 CH4 与 H2O（g）通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）．该反应△H=+206kJ•mol-1．画出反应过程中体系能量变化图（进行必要标注）．
分析 （1）相同时间甲烷的物质的量的变化量越大，表明平均速率越大，相同时间甲烷的物质的量的变化量越小，平均反应速率越小．由图2可知反应开始后的12小时内，在第Ⅱ种催化剂的作用下，收集的CH4最多；
（2）CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g），该反应的△H=+206kJ•mol-1，反应是吸热反应，反应物能量低于生成物能量；依据能量变化画出图象．
解答 解：（1）由图2可知，在0～30h内，甲烷的物质的量变化量为△n（Ⅰ）＜△n（Ⅱ）＜△n（Ⅲ），故在0～30h内，CH4的平均生成速率v（Ⅲ）＞v（Ⅱ）＞v（Ⅰ）；
由图2可知反应开始后的12小时内，在第Ⅱ种催化剂的作用下，收集的CH4最多；
故答案为：vⅢ＞vⅡ＞vⅠ；Ⅱ．
（2）CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g），该反应的△H=+206kJ•mol-1，反应是吸热反应，反应过程中体系的能量变化图为：
．
点评 本题考查了图象分析和画图象的方法，题目难度中等，注意图象信息的提取．
练习册系列答案
相关题目
14．10ml浓度为1mol/L的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列物质，能加快反应速率但又不影响氢气生成的是（ ）
| A． | KNO3 | B． | CH3COONa | C． | CuSO4 | D． | Na2CO3 |
15．已知单位体积的溶液中，难挥发性溶质的分子或离子数越多，该溶液的沸点越高，则下列溶液的沸点最高的是（ ）
| A． | 2L 0.01mol/L的蔗糖溶液 | B． | 2L 0.01mol/L的CaCl2溶液 | ||
| C． | 1L 0.02mol/L的NaCl溶液 | D． | 1L 0.02mol/L的CH3COOH溶液 |
12．下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是（ ）
| A． | 用Na与水反应：Na+H2O═Na++OH-+H2↑ | |
| B． | 少量Ca（HCO3）2溶液与NaOH溶液反应：Ca2++HCO3-+OH-═CaCO3↓+H2O | |
| C． | 石灰石溶于稀盐酸：CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2↑ | |
| D． | 铁与硫酸铜溶液反应：2Fe+3Cu2+═2Fe3++3Cu |
19．下列变化过程，属于放热反应的是（ ）
①Ba（OH）2•8H2O 与NH4Cl反应 ②酸碱中和 ③浓硫酸稀释 ④固体NaOH溶于水 ⑤硫在空气或氧气中燃烧．
①Ba（OH）2•8H2O 与NH4Cl反应 ②酸碱中和 ③浓硫酸稀释 ④固体NaOH溶于水 ⑤硫在空气或氧气中燃烧．
| A． | ②③④⑤ | B． | ②③④ | C． | ②⑤ | D． | ①③⑤ |
9．研究SO2、NOx等对改善空气质量具有重要意义．
（1）NOx是汽车尾气中的主要污染物之一．
①NOx能形成酸雨，由NO2形成的酸雨中含有的主要离子有H+、NO3-．
②汽车发动机工作时的高温会引发N2和O2反应，反应的化学方程式是N2+O2═2NO．
（2）为减少SO2的排放，常采取一些有效措施．
①在含硫煤中加入生石灰可以起到固硫的作用，燃烧过程中，硫元素转化成其最高价态的化合物，该化合物的化学式是CaSO4．
②下列物质中，可用于吸收烟气中的SO2的是ad（填序号）．
a．Na2CO3 b．H2SO4 c．NaHSO3 d．NH3•H2O
（3）取某空气样本用蒸馏水处理制成待测液，其中所含的离子及其浓度如表：
根据表中数据计算：a=1×10-4 mol/L．
（1）NOx是汽车尾气中的主要污染物之一．
①NOx能形成酸雨，由NO2形成的酸雨中含有的主要离子有H+、NO3-．
②汽车发动机工作时的高温会引发N2和O2反应，反应的化学方程式是N2+O2═2NO．
（2）为减少SO2的排放，常采取一些有效措施．
①在含硫煤中加入生石灰可以起到固硫的作用，燃烧过程中，硫元素转化成其最高价态的化合物，该化合物的化学式是CaSO4．
②下列物质中，可用于吸收烟气中的SO2的是ad（填序号）．
a．Na2CO3 b．H2SO4 c．NaHSO3 d．NH3•H2O
（3）取某空气样本用蒸馏水处理制成待测液，其中所含的离子及其浓度如表：
| 离子 | K+ | Na+ | NH4+ | H+ | SO42- | NO3- | Cl- |
| 浓度/mol•L-1 | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | a | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
16．氯气能使湿润的蓝色石蕊试纸（ ）
| A． | 褪色 | B． | 变成红色 | C． | 先褪色后变红 | D． | 先变红后褪色 |
13．下列各组实验中溶液最先变浑浊的是（ ）
| A． | 0.1mol/LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水5mL，反应温度10℃ | |
| B． | 0.1mol/LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水10mL，反应温度10℃ | |
| C． | 0.1mol/LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水5mL，反应温度30℃ | |
| D． | 0.2mol/LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水10mL，反应温度30℃ |
14．粗CuO是将工业废铜、废铜合金等高温焙烧而成的，杂质主要是铁的氧化物及泥沙．以粗CuO为原料制备胆矾的主要流程如下：
经操作Ⅰ得到粗胆矾，操作Ⅲ得到精制胆矾．两步操作相同，具体包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤．
已知：Fe3+、Fe2+、Cu2+转化为相应氢氧化物时，开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表：
（1）溶解、过滤需要用到玻璃棒，它的作用是搅拌、引流．
（2）写出加入3% H2O2后发生反应的离子方程式2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．（原溶液显酸性）．
（3）加稀氨水调节pH应调至范围3.7～5.2．下列物质可用来替代稀氨水的是BC．（填字母）
A．NaOHB．Cu（OH）2C．CuOD．NaHCO3
（4）操作Ⅲ析出胆矾晶体后，溶液中还可能存在的溶质为CuSO4、H2SO4、（NH4）2SO4 或NH4HSO4．
（5）某学生用操作Ⅲ所得胆矾进行“硫酸铜晶体结晶水含量”的测定，数据记录如下表所示：
两次都无须再做第三次加热、冷却、称量，理由是已达恒重，该生此次实验的相对误差为+6.6%%（保留1位小数），产生实验误差的原因可能是AD（填字母）．
A．加热前称量时坩埚未完全干燥B．该胆矾中含有受热不分解的杂质
C．加热后坩埚放在干燥器中冷却D．玻璃棒上沾有的固体未刮入坩埚．
经操作Ⅰ得到粗胆矾，操作Ⅲ得到精制胆矾．两步操作相同，具体包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤．
已知：Fe3+、Fe2+、Cu2+转化为相应氢氧化物时，开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表：
| Fe3+ | Fe2+ | Cu2+ | |
| 开始沉淀时的pH | 2.7 | 7.6 | 5.2 |
| 完全沉淀时的pH | 3.7 | 9.6 | 6.4 |
（2）写出加入3% H2O2后发生反应的离子方程式2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．（原溶液显酸性）．
（3）加稀氨水调节pH应调至范围3.7～5.2．下列物质可用来替代稀氨水的是BC．（填字母）
A．NaOHB．Cu（OH）2C．CuOD．NaHCO3
（4）操作Ⅲ析出胆矾晶体后，溶液中还可能存在的溶质为CuSO4、H2SO4、（NH4）2SO4 或NH4HSO4．
（5）某学生用操作Ⅲ所得胆矾进行“硫酸铜晶体结晶水含量”的测定，数据记录如下表所示：
| 第一次实验 | 第二次实验 | |
| 坩埚质量（g） | 14.520 | 14.670 |
| 坩埚质量+晶体质量（g） | 17.020 | 18.350 |
| 第一次加热、冷却、称量（g） | 16.070 | 16.989 |
| 第二次加热、冷却、称量（g） | 16.070 | 16.988 |
A．加热前称量时坩埚未完全干燥B．该胆矾中含有受热不分解的杂质
C．加热后坩埚放在干燥器中冷却D．玻璃棒上沾有的固体未刮入坩埚．