第7章 化学反应的方向、限度与速率 章末新素材命题(7)-【优化探究】2024高考化学一轮复习高考总复习配套教参（鲁科版双选 新教材 新高考）

章末新素材命题(七) 授课提示：对应学生用书第242页 [命题新素材] 材料一　过氧化氢化学式为H2O2，其水溶液俗称双氧水。外观为无色透明液体，是一种强氧化剂，由于其还原产物为水，因此在工业上称为绿色氧化剂。其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。在一般情况下会分解生成水和氧气，但分解速度极慢，改变条件可以加快反应速度，例如升高温度、加入适当的催化剂(MnO2、某些金属离子如Fe3＋、Cu2＋等)。 [设题新角度] 问题1.0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中，测得在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。若溶液的体积保持50 mL不变，计算前3 min H2O2的平均速率。(素养角度——证据推理与模型认知) 问题2.为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置进行实验。 有同学认为上述实验设计不合理，不能得出相应的结论。请简述理由并提出改进措施。(素养角度——科学探究与创新意识) 答案：问题1　前3 min H2O2反应放出50 mL O2，H2O2的分解反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑，则Δn(H2O2)＝×2≈0.004 46 mol，v(H2O2)＝≈0.03 mol·L－1·min－1。 问题2　二者的阴离子不同，对实验会造成干扰。为消除阴离子不同造成的干扰，可将0.1 mol·L－1的FeCl3溶液改为0.05 mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液，或者将0.1 mol·L－1的CuSO4溶液改为0.1 mol·L－1的CuCl2溶液。 [命题新素材] 材料二　温室效应，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表受热后向外放出的大量长波热辐射却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。 自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，已引起全球气候变暖等一系列极其严重的问题，引起了全世界各国的关注。近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展，其反应为3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－48.9 kJ·mol－1。 [设题新角度] 问题1.为提高CH3OH的产率，理论上应采用什么样的条件？(素养角度——变化观念与平衡思想) 问题2.250 ℃，在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g)，下图为不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时某反应物X平衡转化率变化曲线。判断反应物X是CO2还是H2。(素养角度——证据推理与模型认知) 问题3.催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，有如下四组实验数据： 实验编号 温度/K 催化剂 CO2转化率/% 甲醇选择性/% A 543 Cu/ZnO纳米棒 12.3 42.3 B 543 Cu/ZnO纳米片 11.9 72.7 C 553 Cu/ZnO纳米棒 15.3 39.1 D 553 Cu/ZnO纳米片 12.0 70.6 根据上表所给数据，判断用CO2生产甲醇的最佳选项。(素养角度——科学探究与创新意识) 答案：问题1　根据热化学方程式可知，生成CH3OH的方向是放热反应方向，也是气体体积减小的方向，因此提高CH3OH的产率，需要降低温度、增大压强。 问题2　观察图中的横坐标，其物理量为，若假设n(CO2)为定值，则X的转化率随n(H2)的增大而增大，则X为CO2。 问题3　选择性是指产物的专一性，在一个化学反应中若有多个产物，其中某一产物是目标产物，若这个物质的产率越高，说明该反应的选择性越好。观察四组数据，相比之下，B、D的选择性很高，且B的CO2转化率比D稍低些，但是B的CH3OH的选择性高出了不少，故最佳选项为B。 [命题新素材] 材料三　改革开放以来，我国的经济发展取得了辉煌成绩，人民生活水平不断提高，从20世纪70年代出行基本靠走到如今私家车进入千家万户，家庭出行交通工具发生了质的飞跃。汽车走进寻常百姓家，给人们的生活带来便利，车水马龙的车流让马路变得热闹。但是汽车保有量的增多也给我们的环境带来了严重的问题，尾气中的主要污染物有CxHy、NOx、CO、SO2及固体颗粒物等。研究汽车尾气的成分及其发生的反应，可以为更好地治理汽车尾气提供技术支持。 [设题新角度] 问题1.在T1、T2温度下，一定量的NO发生分解反应时，N2的体积分数随时间变化如图所示，根据图像判断反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)是放热反应还是吸热反应。(素养角度——变化观念与平衡思想) 问题2.