题目内容
（16分）目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应。平衡常数（K1、K2、K3）如下所示：
请回答下列问题：
（1）反应②是______________（填“吸热”或“放热”）反应。
（2）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝_____________（用K1、K2表示）。
（3）要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动，可采取的措施有_______________（填字母序号）
A．缩小反应容器的容积 B．扩大反应容器的容积
C．升高温度 D．使用合适的催化剂
E．从平衡体系中及时分离出CH3OH
（4）500℃时，测得反应③在某时刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的浓度（mol·L-1）分别为0．8、0．1、0．3、0．15，则此时v正____________v逆（填“＞”、“=”或“＜”）．
（5）甲醇是重要的基础化工原料，又是一种新型的燃料，最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极加入甲醇，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它们在高温下能传导O2－离子，该电池的正极反应式为_________________。电池工作时，固体电解质里的O2－向_____________极移动。
（6）300℃时，在一定的压强下，5molCO与足量的H2在催化剂的作用下恰好完全反应变化的热量为454kJ。在该温度时，在容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
下列说法正确的是______________________。
A．2c1>c3 B．a+b<90．8 C．2p 2<p3 D．α1+α3<1
名校课堂系列答案
2CO（g）△H＞0，达到平衡状态，现进行如下操作：①升高反应体系的温度； ②增加反应物C的用量； ③缩小反应体系的体积；④减少体系中CO的量。上述措施中一定能使反应的正反应速率显著加快的是（共18分）某探究小组用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失快慢的方法，研究影响反应速率的因素。实验条件作如下限定：
所用酸性KMnO4溶液的浓度可选择0．010 mol·L-1、 0．0010 mol·L-1， 催化剂的用量可选择0．5 g、0 g，实验温度可选择298 K、323 K。每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液（0．10 mol·L-1）的用量均为2 mL。
（1）已知草酸溶液中各种微粒存在形式的分布曲线图如下，请写出KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应的离子方程式 。
（2）请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
实验编号 | T/K | 催化剂的用量 / g | 酸性KMnO4溶液的浓度／mol·L-1 | 实验目的 |
① | 298 | 0．5 | 0．010 | a．实验①和②探究酸性KMnO4溶液的浓度对该反应速率的影响； b．实验①和 探究温度对反应速率的影响； c．实验①和 探究催化剂对反应速率的影响。 |
② | ||||
③ | 0．010 | |||
④ |
（3）某同学对实验①和②分别进行了三次实验，测得以下实验数据（从混合振荡均匀开始计时）：
实验编号 | 溶液褪色所需时间 t / min | ||
第1次 | 第2次 | 第3次 | |
Ⅰ | 14．0 | 13．0 | 11．0 |
Ⅱ | 6．5 | 6．7 | 6．8 |
① 实验Ⅱ中用KMnO4的浓度变化来表示的平均反应速率为 （忽略混合前后溶液的体积变化）。
②该同学分析上述数据后得出“当其他条件相同的情况下，酸性KMnO4溶液的浓度越小，所需要的时间就越短，亦即其反应速率越快”的结论，你认为是否正确 （填“是”或“否”）。他认为不用经过计算，直接根据表中褪色时间的长短就可以判断浓度大小与反应速率的关系，你认为是否可行 （填“是”或“否”），若不可行（若认为可行则不填），请设计可以直接通过观察褪色时间的长短来判断的改进方案：
（4）该反应的催化剂选择MnCl2还是MnSO4并简述选择的理由:
（5）化学催化剂有很多，在生产和科技领域起到重大作用。探究小组又利用乙装置探究MnO2对H2O2分解的催化效果。将50 mL H2O2一次性加入盛有0．10 mol MnO2粉末的烧瓶中，测得标准状况下由量气管读出气体的体积[V（量气管）/mL]和时间（t/min）的关系如下图所示。
①实验时放出气体的总体积是____ ____mL。
②b______ __（填“大于”“小于”或“等于”）90 mL。