六、陌生图像读图专练

前言
我们分析每年考上清华北大的北京考生的成绩，发现能够考上清北的学生化学的平均分都在95分以上，先开始我们认为，学习能力强的孩子化学一定学得好。

可是在分析没有考上清北的学生的成绩的时候发现，很多与清北失之交臂的学生，化学的平均分要略低，数学物理的分数却不相上下。

我们仔细讨论其中的缘由，通过对学生的调查研究发现一个令人惊讶的结论：化学学的好的学生更容易在理综上考得高分！
这是因为化学学的好的学生，能够用更快的速度在理综考试中解决100分的分值，之后孩子可以用更多的时间去处理没有见过的物理难题。

物理的难题在充分的时间中得到更多考虑的空间，使得考生在理综总分上能够有所突破。

所以想上好大学，化学必须学好，化学的使命就是在高考当中帮助考生提速提分。

因此这份资料提供给大家使用，主要包含有一些课件和习题教案。

后序中有提到一些关于学习的建议。

六、陌生图像读图专练
1．用CO合成甲醇(CH3OH)反应的化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＜0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。

(1)a、b、c三点平衡常K(a)、K(b)、K(c)的大小顺序是________________。

(2)b、d两点的平均相对分子质量为M(b)、M(d)，则M(b)________(填“＞”、“＜”、“＝”)M(d)。

答案(1)K(a)＞K(b)＞K(c)
(2)＞
解析(1)由图可知a、b、c三点压强相同；由化学方程式可知，温度升高，平衡逆向(吸热方向)移动，CO的平衡转化率减小，故T1＜T2＜T3，K(a)＞K(b)＞K(c)。

(2)由d到b压强增大，CO的转化率增大，正向气体分子数减少，因而平均相对分子质量增大，即M(b)＞M(d)。

2．常温下，在20 mL 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 HCl溶液40 mL，溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。

回答下列问题：
(1)由图分析可得，在同一溶液中，H 2CO 3、HCO －
3、CO 2－
3________(填“能”或“不能”)大量共存。

(2)已知在25 ℃时，CO 2－
3水解反应的平衡常数(水解常数用K h 表示)K h ＝c (HCO －
3)·c (OH －
)c (CO 2－
3)
＝2×10－4，当溶液中c (HCO －3)∶c (CO 2－
3)＝2∶1时，溶液的pH ＝________。

(3)当混合液的pH ＝________时，开始放出CO 2气体。

答案 (1)不能 (2)10 (3)6
解析 由图像可知，常温下在20 mL 0.1 mol·L －
1 Na 2CO 3溶液中逐滴加入0.1 mol·L －
1 HCl 溶液40 mL ，先反应生成碳酸氢钠，碳酸氢根离子再与盐酸反应生成碳酸，进而分解产生二氧化碳、水。

(1)由反应及图像可知，在同一溶液中H 2CO 3与CO 2－
3转化为HCO －
3，故H 2CO 3、HCO －
3、CO 2－
3不能大量共存。

(2)当溶液中
c (HCO －
3)∶c (CO 2－
3)＝2∶1
时，根据K h ＝c (HCO －3)·c (OH －
)c (CO 2－
3)
＝2×10－
4，则有c (OH －
)＝2×10－
4×c (CO 2－
3)c (HCO －3)＝1×10－4 mol·L －1，c (H ＋)＝1×10－
141×10
－4 mol·L
－1＝1×10－10 mol·L －1， pH ＝－lg 10－10
＝10。

(3)当溶液中H 2CO 3达到饱和后，开始放出CO 2气体，由图像可以看出，当pH ＝6时，H 2CO 3达到饱和，开始放出CO 2气体。

3．工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式：CH 3OH(g)＋CO(g)
HCOOCH 3(g) ΔH ＝－29.1 kJ·mol －
1。

科研人员对该反应进行了研究，部分研究
结果如图1、2：
(1)从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是
________。

a．3.0×106 Pa～3.5×106 Pa
b．3.5×106 Pa～4.0×106 Pa
c．4.0×106 Pa～4.5×106 Pa
(2)实际工业生产中采用的温度是80 ℃，其理由是____________________
________________________________________________________________________。

答案(1)b
(2)高于80 ℃时，温度对反应速率影响较小，且反应放热，升高温度时平衡逆向移动，转化率较低
解析(1)从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，图像中转化率变化最大的是3.5×106 Pa～4.0×106 Pa。

(2)依据图像分析温度在高于80 ℃对反应速率影响不大，反应是放热反应，温度过高，平衡逆向进行，不利于转化率增大。

4．炼铅和用铅都会使水体因重金属铅的含量大而造成严重污染。

水溶液中铅的存在形态主要有Pb2＋、Pb(OH)＋、Pb(OH)2、Pb(OH)－3、Pb(OH)2－4。

各形态铅的浓度分数x与溶液pH变化的关系如图所示。

(1)向含Pb2＋的溶液中逐滴滴加NaOH，溶液变浑浊，继续滴加NaOH溶液又变澄清；pH≥13时，溶液中发生的主要反应的离子方程式为______________________________________。

(2)科研小组发现一种新型试剂DH(s)去除Pb2＋的效果最好，可除去水中的痕量铅和其他杂质离子。

若DH(s)在脱铅过程中发生的主要反应为2DH(s)＋Pb2＋D2Pb(s)＋2H＋，则脱铅时最合适的pH约为________。

答案(1)Pb(OH)－3＋OH－===Pb(OH)2－4
(2)6
解析(1)pH≥13时，Pb(OH)－3浓度减小，Pb(OH)2－4浓度增大，Pb(OH)－3与氢氧根离子结合为Pb(OH)2－4，反应离子方程式为Pb(OH)－3＋OH－===Pb(OH)2－4。

(2)反应为2DH(s)＋Pb2＋D2Pb(s)＋2H＋，参加反应的是Pb2＋，由图像可知，选择pH要使铅全部以Pb2＋形式存在，则脱铅时最合适的pH约为6。

5．为探究碳化钙合成机理，有学者认为可能存在以下5种反应(状态已省略)：
①CaO＋3C CaC2＋CO平衡常数K1
②CaO＋C Ca＋CO平衡常数K2
③Ca＋2C CaC2平衡常数K3
④2CaO＋CaC23Ca＋2CO平衡常数K4
⑤CaC2Ca＋2C平衡常数K5
相应图像如图：
其中属于放热反应的是________(填序号)；从平衡常数看，2 700 ℃以上反应趋势最小的是________(填序号)。

答案③⑤
解析温度越高K值越小的曲线是③，所以③是放热反应；反应趋势最小的是平衡常数曲线最平坦的⑤。

6．以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。

在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如上图所示。

250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是____________________________________________。

答案温度超过250 ℃，催化剂的催化效率明显降低
解析先弄清两条曲线的含义，实线代表催化效率，虚线代表乙酸的生成速率。

这里涉及到影响反应速率的两个因素：催化剂和温度，从图像上看出100～250 ℃，温度升高，催化效率提高，而250～300 ℃，升高温度，催化效率下降，因而乙酸的生成速率下降。

7．高铁酸钾(K2FeO4，暗紫色固体)，溶于水发生水解反应：4FeO2－4＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2，是一种新型、高效、多功能的水处理剂，下图分别是1 mol·L－1的K2FeO4溶液在不同pH和温度下c(FeO2－4)随时间的变化曲线。

根据以上两图，说明配制K2FeO4溶液的注意事项__________________________________ ________________________________________________________________________。

答案低温、碱性条件下配制溶液
解析高铁酸根离子水解方程式：4FeO2－4＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2↑，依据图中数据可知升高温度，减小pH值，高铁酸根离子浓度降低，所以应在低温、碱性条件下配制高铁酸钾溶液。

8．研究发现，NO x是雾霾的主要成分之一，NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。

已知：4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)
ΔH＝－1 810 kJ·mol－1
(1)相同条件下，在2 L恒容密闭容器中，选用不同的催化剂，上述反应产生N2的物质的量随时间变化如图1所示。

①0～50 s在A催化剂作用下，反应速率v(N2)＝_______________________________。

②在A、B、C三种催化剂下，清除氮氧化物反应的活化能分别表示为E a(A)、E a(B)、E a(C)，根据图1曲线，判断三种催化剂条件下，活化能由大到小的顺序为________________。

(2)在氨气足量时，反应在催化剂A作用下，经过相同时间，测得脱氮率随反应温度的变化情况如图2所示，据图可知，在相同的时间内，温度对脱氮率的影响是________________ ________________________________________________________________________，。