H2O和H2O2在特殊条件下会出现某些特殊的性质。
(1)与常温常压的水相比,高温高压液态水的离子积会显著增大,其原因是压强对电离平衡影响不大,水的电离为吸热过裎,升高温度有利于电离压强对电离平衡影响不大,水的电离为吸热过裎,升高温度有利于电离。
(2)温度、压强分别超过临界温度(374.2℃)、临界压强(22.1 MPa)的水称为超临界水。
超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶,由此形成了超临界水氧化技术。一定实验条件下,运用超临界水氧化技术氧化乙醇的结果如图1、图2所示,其中x为以碳元素计的物质的量分数,t为反应时间。

①由图1,乙醇氧化过程中存在中间产物,该中间产物的化学式为COCO。
②由图2,随温度升高,x(CO)峰值出现的时间提前,且峰值更高,其可能的原因是随着温度升高,化学反应速率加快,乙醇的氧化生成CO的速率比CO氧化生成CO2的速率的增长幅度更大随着温度升高,化学反应速率加快,乙醇的氧化生成CO的速率比CO氧化生成CO2的速率的增长幅度更大。
(3)过氧化氢的电离方程式为 H2O2⇌H++HO2-。研究表明,过氧化氢溶液中HO2-的浓度越大,过氧化氢的分解速率越快。常温下,不同浓度的过氧化氢分解率与pH的关系如图3所示。

一定浓度的过氧化氢,随pH增大分解率增大的原因是pH升高,过氧化氢的电离平衡不断正向移动,分解率增大pH升高,过氧化氢的电离平衡不断正向移动,分解率增大。
(4)半导体光催化剂在水中光照发生水光催化反应的原理如图4所示(“h+”表示“空穴”),“价带”上发生的反应为2H2O+4h+═4H++O2↑。该光催化水分解的过程可描述为:在一定波长光线(hv)的照射下,半导体催化剂价带上的电子被激发产生电子和空穴,电子通过能带间隙从价带跃迁到导带上,H+得到电子生成H2,空穴得到水中氧的电子产生氧气和H+半导体催化剂价带上的电子被激发产生电子和空穴,电子通过能带间隙从价带跃迁到导带上,H+得到电子生成H2,空穴得到水中氧的电子产生氧气和H+。
【答案】压强对电离平衡影响不大,水的电离为吸热过裎,升高温度有利于电离;CO;随着温度升高,化学反应速率加快,乙醇的氧化生成CO的速率比CO氧化生成CO2的速率的增长幅度更大;pH升高,过氧化氢的电离平衡不断正向移动,分解率增大;半导体催化剂价带上的电子被激发产生电子和空穴,电子通过能带间隙从价带跃迁到导带上,H+得到电子生成H2,空穴得到水中氧的电子产生氧气和H+
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:23引用:1难度:0.4
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