回归原理题：以各类图像为主的原理题
【与催化剂有关的图像】
1. 催化剂能加快反应速率，是因为它能改变反应的路径，使发生反应所需的活化能降低。
【习题1】煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：
CaSO4(s)+CO(g)CaSO4(s)+4CO(g)
CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) CaS(s)+4CO2(g)
ΔH1=218.4 kJ·mol-1(反应Ⅰ) ΔH2=-175.6 kJ·mol-1(反应Ⅱ)
假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是 。
【解析】反应Ⅰ是吸热反应、反应Ⅱ是放热反应，A、D错误；反应Ⅰ的反应速率大于反应Ⅱ，说明反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能低，C正确、B错误。
注意：快反应与慢反应的区别
【习题2】N2O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N2O的分解对环境保护有重要意义。碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：
第一步 I2(g)
2I(g) (快反应)
第二步 I(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋IO(g) (慢反应)
第三步 IO(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋O2(g)＋1/2I2(g)(快反应)
实验表明，含碘时N2O的分解速率方程v＝k·c(N2O)·c0.5(I2)(k为速率常数)。下列表述正确的是 (填字母)。
A．IO 为反应的中间产物 B．碘蒸气的浓度大小不会影响 N2O的分解速率 C．第二步对总反应速率起决定作用 D．催化剂会降低反应的活化能，从而影响△H 【答案】AC
【解析】A．IO是第二步反应的生成物，第三步反应的反应物，所以IO为反应的中间产物，a正确；
B．含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5，碘蒸气的浓度大小会影响 N2O的分解速率，b错误； C．反应的快慢取决于慢反应，所以第二步对总反应速率起决定作用，c正确； D．催化剂会降低反应的活化能，加快反应速率，不影响△H，d错误；故答案为：ac。
2. 催化剂（缩写为cat）能加快反应速率，它改变了反应历程
【习题3】近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：
反应Ⅰ：2H2SO4(l)反应Ⅲ：S(s)+O2(g)
2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol－1 SO2(g) ΔH3=－297 kJ·mol－1
反应Ⅱ的热化学方程式：________________。 【答案】3SO2(g)+2H2O (g)
2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2=?254 kJ·mol?1
【解析】根据过程，反应II为SO2催化歧化生成H2SO4和S，反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律，反应I+反应III得，2H2SO4（l）+S（s）=3SO2（g）+2H2O（g）ΔH=ΔH1+ΔH3=（+551kJ/mol）+（-297kJ/mol）=+254kJ/mol，反应II的热化学方程式为3SO2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）+S（s）ΔH=-254kJ/mol。
【习题4】我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用?标注。
可知水煤气变换的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E正=_________eV，写出该步骤的化学方程式_______________________。
【答案】小于 2.02 COOH*+H*+H2O*
COOH*+2H*+OH*（或H2O*H*+OH*）
【解析】根据水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]并结合水煤气变换的反应历程相对能量可知，CO(g)+H2O(g)的能量（-0.32eV）高于CO2(g)+H2(g)的能量（-0.83eV），故水煤气变换的ΔH小于0；活化能即反应物状态达到活化状态所需能量，根据变换历程的相对能量可知，最大差值为：
其最大能垒（活化能）E正=1.86-(-0.16)eV=2.02eV；该步骤的反应物为COOH*+H*+H2O*H2O*
3. 催化剂选择性的具体体现与应用
【习题5】CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2
转化方法，其过程中主要发生下列反应：
反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH =41.2 kJ·mol?1
CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol?1
H*+OH*
COOH*+2H*+OH*；因反应前后COOH*和1个H*未发生改变，也可以表述成
CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。在恒压、
其中：CH3OCH3的选择性=
2?CH3OCH3的物质的量×100％
反应的CO2的物质的量
①温度高于300 ℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是________________________________。 ②220 ℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%（图中A点）。不
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