某课外兴趣小组对双氧水(H2O2水溶液)做了如下实验探究。
(1)将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入5mL 5%的双氧水中,并用带火星的木条试之。测定结果如下:
| 催化剂(MnO2) | 操作情况 | 观察结果 | 反应完成所需的时间 |
| 粉末状 | 混合不振荡 | 剧烈反应,使木条复燃 | 3.5分钟 |
| 块状 | 反应较慢,火星红亮但木条未复燃 | 30分钟 |
①写出H2O2反应的化学方程式 。
②实验结果说明催化剂作用的大小与 有关。
(2)取三份含有等量H2O2,但质量分数不同的双氧水,分别向其中加入1克MnO2粉末。测定结果如下:
| 双氧水体积 | 操作情况 | 反应完成所需的时间 | 收集到气体体积 | 反应后液体温度 |
| a1%的150mL | 11分钟 | 539mL | 24℃ | |
| a2%的15mL | 混合不振荡 | 1分20秒 | 553mL | 56℃ |
| a3%的7.5mL | 9秒 | 562mL | 67℃ |
请简要说明:
①反应完成所需的时间不同的原因 。
②反应后液体温度不同的原因 。
③收集到气体体积不同的原因 。
(3)向含有酚酞的NaOH稀溶液中,逐滴滴入10%的双氧水,红色褪去。
①已知双氧水显弱酸性,试写出H2O2的电离方程式: 。
②小组讨论红色褪去的原因时,甲同学认为是双氧水显酸性所致;乙同学认为是双氧水有较强氧化性所致。请你设计一个简单实验来说明是甲对还是乙对。(简要文字说明)
工业上一般在恒容密闭容器中用H2和CO生产燃料甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H
(1)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
| 温度 | 250°C | 300°C | 350°C |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①由表中数据判断△H 0(填“>”、“=”或“<“)
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为 ,此时的温度为 。
(2)在100℃ 压强为0.1 MPa条件下,容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇,达平衡时CO的转化率为50%,则100℃该反应的的平衡常数K= (用含a、V的代数式表示并化简至最简单的形式)。此时保持温度容积不变,再向容器中充入a mol CH3OH(g),平衡 (向正反应方向、向逆反应方向)移动,再次达到新平衡时,CO的体积分数 。(减小、增大、不变)
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是 。
A.升温 B.加入催化剂 C.增加CO的浓度 D.恒容充入H2
E.恒压充入惰性气体 F.分离出甲醇
(4)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同) 。
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的相对平均分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(5)300°C,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,测得反应达到平衡的有关数据如下:
| 容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
| 反应物投入量 | 1molCO、2moL H2 | 1molCH3OH | 2molCH3OH | |
| 平衡 时的 数据 | CH3OH浓度(mol/L) | c1 | c2 | c3 |
| 反应的能量变化 | akJ | bkJ | ckJ | |
| 体系压强(Pa) | p1 | p2 | p3 | |
| 反应物转化率 | α1 | α2 | α3 | |
请选择正确的序号填空(不定项选择)
①c1、c2、c3的关系表达正确的为
A.c3>2c1 B.c1<c3<2c1 C.c1=c2
②a、b、c的关系表达正确的为
A.c<2|△H| B.a+b=|△H| C.c=2b
③p1、p2、p3的关系不正确的为
A.p1=p2 B.p2<p3<2p2 C.p3>2p2
④α1、α2、α3的关系表达不正确的为
A.α1=α2 B.α3<α2 C.α1+α2=1
甲醇是一种化工原料,工业上合成甲醇的反应:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H= -90.8kJ·mol-1。
若在温度、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:
| 容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
| 反应物投入量 | 1molCO .2molH2 | 1mol CH3OH | 2molCO、4molH2 |
| CH3OH的浓度(mol/L) | c1 | c2 | c3 |
| 反应的能量变化 | 放出Q1 kJ | 吸收Q2 kJ | 放出Q3 kJ |
| 平衡常数 | K1 | K2 | K3 |
| 反应物转化率 | α 1 | α 2 | α 3 |
①.容器内压强P:2P甲与2P乙与P丙关系是
②.变化的热量数值Q中, Q1 与Q2的和是
③.画出平衡时甲醇的百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)的变化曲线,
要求画出压强不同的两条曲线(标出p1、p2,且p1<p2)。
④.在一定温度和压强下,CO和H2催化合成二甲醚反应为:
3H2(g)+3CO(g)
CH3OCH3(g)+CO2(g)右图为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”工作原理示意图,a电极的反应式为