【題目】過氧化氫(H2O2)是重要的化工產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于綠色化學(xué)合成.醫(yī)療消毒等領(lǐng)域。

回答下列問題:

(1)已知:H2(g)+O2(g)=H2O(l) H1=-286 kJ·mol1

H2(g)+O2(g)=H2O2(l) H2=-188 kJ·mol1

過氧化氫分解反應(yīng)2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)H=______kJ·mol1。不同溫度下過氧化氫分解反應(yīng)的平衡常數(shù)K(313K)_____K(298K) (填大于小于或等于)。

(2)100℃時(shí),在不同金屬離子存在下,純過氧化氫24 h的分解率見下表:

離子

加入量(mg·L1)

分解率%

離子

加入量(mg·L1)

分解率%

0

2

Fe3

1.0

15

Al3

10

2

Cu2

0.1

86

Zn2

10

10

Cr3

0.1

96

由上表數(shù)據(jù)可知,能使過氧化氫分解反應(yīng)活化能降低最多的離子是_______。貯運(yùn)過氧化氫時(shí),可選用的容器材質(zhì)為_________(填標(biāo)號(hào))。

A.不銹鋼 B.純鋁 C.黃銅 D.鑄鐵

(3)過氧化氫的Ka1=2.24×1012,H2O2的酸性________H2O (填大于、小于或等于)。

研究表明,過氧化氫溶液中HO2-的濃度越大,過氧化氫的分解速率越快。常溫下,不同濃度的過氧化氫分解率與pH的關(guān)系如圖所示。一定濃度的過氧化氫,pH增大分解率增大的原因是___________________:相同pH下,過氧化氫濃度越大分解率越低的原因是__________________________________________。

【答案】-196 小于 Cr3 B 大于 pH升高,c()增大,分解速率加快 H2O2濃度越大,其電離度越小,分解率越小

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱;根據(jù)放熱反應(yīng),升溫后平衡移動(dòng)方向判斷平衡常數(shù)的大小。

(2)由表中數(shù)據(jù)可知,加入鉻離子,加入量最小,分解率最大;過氧化氫具有氧化性,可以氧化其他金屬,但鋁表面可以生成致密的氧化鋁薄膜,阻止內(nèi)部的鋁繼續(xù)腐蝕。

(3)通過比較電離常數(shù)大小比較酸性強(qiáng)弱分析濃度和酸度對(duì)過氧化氫的電離平衡的影響。

(1)已知:① H2(g)+O2(g)=H2O(l) H1=-286 kJ·mol1

②H2(g)+O2(g)=H2O2(l) H2=-188 kJ·mol1

根據(jù)蓋斯定律,①×2-②×2:2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)H=2H1-2H2=-196kJ·mol1。

該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,化學(xué)平衡常數(shù)減小,所以K(313K)<K(298K) 。

故答案為:-196 ;小于。

(2)由表中數(shù)據(jù)可知,加入鉻離子,加入量最小,分解率最大,所以能使過氧化氫分解反應(yīng)活化能降低最多的離子是鉻離子;過氧化氫具有氧化性,可以氧化其他金屬,但鋁表面可以生成致密的氧化鋁薄膜,阻止內(nèi)部的鋁繼續(xù)腐蝕,因此長(zhǎng)時(shí)間可以選純鋁容器來貯運(yùn)過氧化氫,故選B。

故答案為:Cr3 ;B。

(3)Ka1>Kw,H2O2電離出氫離子濃度大于水電離出的氫離子濃度,故H2O2的酸性>H2O;

pH增大,氫離子濃度減小,反應(yīng)正向進(jìn)行,HO2-的濃度增加,分解速率加快;

過氧化氫濃度越高,其電離程度越低,故分解率越小。

故答案為大于;pH升高,c()增大分解速率加快;H2O2濃度越大,其電離度越小,分解率越小。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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例如:乙醚的結(jié)構(gòu)式為,其核磁共振氫譜中有2個(gè)峰(信號(hào))(參見下圖)。

CH3CH2OCH2CH3的核磁共振氫譜

(1)下列分子中,其核磁共振氫譜中只有一種峰(信號(hào))的物質(zhì)是________。

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(2)化合物AB的分子式都是C2H4Br,A的核磁共振氫譜如圖所示,則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________,請(qǐng)預(yù)測(cè)B的核磁共振氫譜上有________個(gè)峰(信號(hào))。

A的核磁共振氫譜示意圖

(3)用核磁共振氫譜的方法來研究C2H6O的結(jié)構(gòu),請(qǐng)簡(jiǎn)要說明根據(jù)核磁共振氫譜的結(jié)果來確定C2H6O分子結(jié)構(gòu)的方法是_________________________。

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圖1 圖2

回答下列問題:

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(2)收集乙烯氣體最好的方法是__________________。

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