【题目】某研究小组为了验证反应物浓度对反应速率的影响,选用硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸H2C2O4溶液在室温下进行反应。实验中所用的草酸为稀溶液,视为强酸。
(1)写出硫酸酸化的高锰酸钾氧化稀草酸溶液的离子方程式__________。
(2)该小组进行了实验I,数据如下。
H2SO4溶液 | KMnO4溶液 | H2C2O4溶液 | 褪色时间(分:秒) |
1mL 2mol/L | 2mL 0.01mol/L | 1mL 0.1mol/L | 2:03 |
1mL 2mol/L | 2mL 0.01mol/L | 1mL 0.2mol/L | 2:16 |
一般来说,其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率___________(填“增大”或“减小”)。但分析该实验数据,得到的结论是在当前实验条件下,增大草酸浓度,反应速率减小。
(3)该小组欲探究出现上述异常现象的原因,在实验I的基础上,只改变草酸溶液浓度进行了实验II,获得实验数据并绘制曲线图如下。
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该小组查阅资料获取如下信息,其中能够解释MO变化趋势的是___________。
a | KMnO4与H2C2O4反应是分步进行的,反应过程中生成Mn(VI)、Mn(III)、Mn(IV),最终变为无色的Mn(II)。(括号中罗马数字表示锰的化合价) |
b | 草酸根易与不同价态锰离子形成较稳定的配位化合物。 |
c | 草酸稳定性较差,加热至185℃可分解。 |
(4)该小组为探究ON段曲线变化趋势的原因,又进行了实验III,所得数据如下。
H2SO4溶液 | Na2SO4固体 | KMnO4溶液 | H2C2O4溶液 | 褪色时间(分:秒) |
1mL 0.1mol/L | 1.9×10-3mol | 2mL 0.01mol/L | 1mL 0.2mol/L | 16:20 |
1mL 0.5mol/L | 1.5×10-3mol | 2mL 0.01mol/L | 1mL 0.2mol/L | 8:25 |
1mL 1.0mol/L | 1.0×10-3mol | 2mL 0.01mol/L | 1mL 0.2mol/L | 6:15 |
1mL 2.0mol/L | 0 | 2mL 0.01mol/L | 1mL 0.2mol/L | 2:16 |
该小组进行实验III的目的是____________________________________________。
(5)综合实验I、II、III,推测造成曲线MN变化趋势的原因________________。
a.当草酸浓度较小时,C2O42-起主要作用,草酸浓度越大,反应速率越小
b.当草酸浓度较小时,H+起主要作用,草酸浓度越大,反应速率越大
c.当草酸浓度较大时,C2O42-起主要作用,草酸浓度越大,反应速率越小
d.当草酸浓度较大时,H+起主要作用,草酸浓度越大,反应速率越大
【题目】我国自主研发的“蓝鲸一号”在中国南海神狐海域完成可燃冰连续试采,并得到中共中央国务院公开致电祝贺。“可燃冰”是天然气水合物,外形像冰,在常温常压下迅速分解释放出甲烷,被称为未来新能源。
(1)“可燃冰”作为能源的优点是_______________________________(回答一条即可)。
(2)甲烷自热重整是一种先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整两个过程。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应如下:
反应过程 | 化学方程式 | 焓变△H(kJ.mol-l) | 活化能E.(kJ.mol-1) |
甲烷氧化 | CH4(g)+ | -802.6 | 125.6 |
CH4(g)+O2(g) | -322.0 | 172.5 | |
蒸气重整 | CH4(g)+H2O(g) | +206.2 | 240.1 |
CH4(g)+2H2O(g) | +158. 6 | 243.9 |
回答下列问题:
①在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率______(填“大于”“小于”或“等于”)甲烷氧化的反应速率。
②反应CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)的平衡转化率与温度、压强关系[其中n(CH4):n(H2O)=1:1]如图所示。
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该反应在图中A点的平衡常数Kp=________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数),图中压强(p1、p2、p3、p4)由大到小的顺序为___________。
③从能量角度分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于___________。
(3)甲烷超干重整CO2技术可得到富含CO的气体,其能源和环境上的双重意义重大,甲烷超干重整CO2的催化转化原理如图所示。
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①过程II中第二步反应的化学方程式为_________。
②过程II的催化剂是______,只有过程I投料比
_______,催化剂组成才会保持不变。
【题目】Bodensteins研究反应H2(g)+I2(g)
2HI(g),温度为T时,在两个体积均为1 L的密闭容器中进行实验,测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数w (HI)与反应时间t的关系如下表:
容器编号 | 起始物质 | t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
I | 0.5 mol I2、0.5 mol H2 | w (HI)/% | 0 | 50 | 68 | 76 | 80 | 80 |
II | x mol HI | w (HI)/% | 100 | 91 | 84 | 81 | 80 | 80 |
研究发现上述反应中:v正=ka·w(H2)·w(I2),v逆=kb·w2(HI),其中ka、kb为常数。下列说法正确的是:
A. 温度为T时,该反应![]()
B. 容器I中在前20 min的平均速率v(HI)=0.0125 mol·L-1·min-1
C. 若起始时向容器I中加入物质的量均为0.1 mol的H2、I2、HI,反应逆向进行
D. 若两容器中存在kaⅠ= kaⅡ且kbⅠ= kbⅡ,则x的值可以为任何值