【題目】雙氧水是一種重要的氧化劑、漂白劑和消毒劑。它在NCP疫情控制中發(fā)揮重要作用。

1)工業(yè)生產(chǎn)雙氧水常采用催化劑乙基蒽醌法,其反應(yīng)過程如圖所示:

寫出工業(yè)制備H2O2(1)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式___。

2)過氧化氫還可以通過電解-水解法制得。工業(yè)上用Pt作電極材料,電解硫酸氫銨飽和溶液得到過二硫酸銨[(NH4)2S2O8],然后加入適量硫酸以水解過二硫酸銨即得到過氧化氫。寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式___;整個(gè)過程的總化學(xué)方程式是___。

3)某課題組在298K時(shí)研究H2O2+2HI=2H2O+I2反應(yīng)速率的影響因素,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表:

試驗(yàn)編號(hào)

1

2

3

4

5

c(HI)/mol·L-1

0.100

0.200

0.300

0.100

0.100

c(H2O2)/mol·L-1

0.100

0.100

0.100

0.200

0.300

v/mol·L-1·s-1

0.00760

0.0153

0.0227

0.0151

0.0228

分析上述數(shù)據(jù),寫出反應(yīng)速率與物質(zhì)濃度的關(guān)系式___;該反應(yīng)的速率常數(shù)(k)的值為___

4)過氧化氫是強(qiáng)氧化劑,在許多反應(yīng)中有重要的應(yīng)用。在一定溫度下,將0.4molN2H4(g)0.6molH2O2(g)裝入2L固定容積的容器中,發(fā)生反應(yīng)N2H4(g)+2H2O2(g)N2(g)+4H2O(g) ΔH<0,當(dāng)N2H4(g)的轉(zhuǎn)化率為50%時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的值為___。

實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)中N2H4(g)的轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示,分析說明溫度高于T0時(shí),N2H4(g)的轉(zhuǎn)化率下降的原因是___。

【答案】H2(g)+O2(g)=H2O2(1) H=(a+b)kJ·mol-1 2SO42--2e-=S2O82-2HSO4--2e-=S2O82-+2H+ 2H2OH2O2+H2 v=kc(H2O2)c(HI) 0.76 2.56 溫度高于T0,化學(xué)平衡逆向移動(dòng);溫度高,過氧化氫分解,濃度降低,平衡逆向移動(dòng)

【解析】

(1)據(jù)圖可知i+H2(g)= H=akJ·mol-1

ii+ O2(g)=+ H2O2(1) H=bkJ·mol-1;

根據(jù)蓋斯定律i+ii可得H2(g)+O2(g)=H2O2(1) H=(a+b)kJ·mol-1;

(2)電解池中陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電解過程中硫酸氫銨飽和溶液得到過二硫酸銨[(NH4)2S2O8],該過程中硫酸根中的部分氧原子由-2價(jià)被氧化為-1價(jià),所以陽(yáng)極的反應(yīng)為:2SO42--2e-=S2O82-;加入適量硫酸以水解過二硫酸銨即得到過氧化氫,離子方程式應(yīng)為:S2O82-+2H2O= H2O2+2SO42-+2H+,據(jù)此可知整個(gè)過程中實(shí)質(zhì)就是電解水,方程式為:2H2O H2O2+H2;

(3)濃度越大反應(yīng)速率越大,二者成正比;對(duì)比13組數(shù)據(jù)可知,若反應(yīng)速率與濃度之和為正比關(guān)系,則3組的反應(yīng)速率應(yīng)為1組的2倍,但實(shí)際不是,因此反應(yīng)速率應(yīng)與濃度之積有關(guān),不妨設(shè)v=kcx(H2O2)cy(HI),根據(jù)24組數(shù)據(jù)可知=1,則x=y,則有0.0153=k×0.200x×0.100x,0.0076=k×0.100x×0.100x,聯(lián)立可以解得x=1,k=0.76,所以,反應(yīng)速率與物質(zhì)濃度的關(guān)系式為v=kc(H2O2)c(HI),其中k=0.76;

(4)容器的容積為2L,則初始投料為c(N2H4)=0.2mol/L,c(H2O2)=0.3mol/L,N2H4的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,據(jù)此可得三段式:

則平衡常數(shù)K=;

該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度高于T0,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),同時(shí)溫度過高,過氧化氫分解,濃度降低,平衡逆向移動(dòng),所以N2H4(g)的轉(zhuǎn)化率下降。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】根據(jù)下列信息判斷氫氣燃燒生成水時(shí)的熱量變化,其中一定正確的是

A.H2O分解為H2O2時(shí)放出熱量

B.1molH20.5molO2完全反應(yīng)生成1mol H2O時(shí)放出熱量245 kJ

C.甲、乙、丙中物質(zhì)所具有的總能量大小關(guān)系為甲>>

D.氫氣和氧氣的總能量小于水的能量

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【題目】科學(xué)家合成了一種能自動(dòng)愈合自身內(nèi)部細(xì)微裂紋的神奇塑料,合成路線如圖所示:

下列說法正確的是(

A.甲的化學(xué)名稱為2,4-環(huán)戊二烯

B.一定條件下,1mol乙與1molH2加成的產(chǎn)物可能為

C.若神奇塑料的平均相對(duì)分子質(zhì)量為10000,則其平均聚合度約為90

D.甲的所有鏈狀不飽和烴穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的同分異構(gòu)體有四種

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【題目】A、B、C均為短周期元素,它們?cè)谥芷诒碇械奈恢萌鐖D。已知B、C兩元素在周期表中族序數(shù)之和是A元素序數(shù)的2倍;B、C元素的原子序數(shù)之和是A元素原子序數(shù)的4倍,則A、BC所在的一組是(

A.Be、NaAlB.BMg、SiC.O、P、ClD.C、Al、P

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】3molNO2氣體依次通入下列三個(gè)分別裝有足量①NaHCO3飽和溶液②濃H2SO4Na2O2的裝置后,用排水法把殘留氣體收集起來,則收集到的氣體是同溫、同壓下測(cè)定)

A.1molNOB.1mol NO20.05molO2

C.2mol NO2D.0.25mol NO2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】甘氨酸亞鐵[(H2NCH2COO)2Fe]是一種新型補(bǔ)鐵劑。某化學(xué)學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置(夾持儀器省略)制備甘氨酸亞鐵。

有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下表所示:

甘氨酸(H2NCH2COOH)

易溶于水,微溶于乙醇、冰醋酸,在冰醋酸仲溶解度大于在乙醇中的溶解度。

檸檬酸

易溶于水和乙醇,酸性較強(qiáng),有強(qiáng)還原性。

甘氨酸亞鐵

易溶于水,難溶于乙醇、冰醋酸。

實(shí)驗(yàn)步驟如下:

.打開K1、K3,向c中通入氣體,待確定c中空氣被排盡后,將b中溶液加入到c中。

.50℃恒溫條件下用磁力攪拌器不斷攪拌,然后向c中滴加NaOH溶液,調(diào)溶液pH5.5左右,使反應(yīng)物充分反應(yīng)。

.反應(yīng)完成后,向c中反應(yīng)混合液中加入無水乙醇,生成白色沉淀,將沉淀過濾、洗滌得粗產(chǎn)品,將粗產(chǎn)品純化后得精品。

回答下列問題:

1)儀器b的名稱是__,d的作用是__。

2)步驟Ⅰ中將b中溶液加入到c中的操作是__;步驟Ⅱ中若調(diào)節(jié)溶液pH偏高,則所得粗產(chǎn)品中會(huì)混有雜質(zhì)___(寫化學(xué)式)。

3c中生成甘氨酸亞鐵的化學(xué)方程式是__

4)下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法錯(cuò)誤的是__(填寫序號(hào))。

a.步驟Ⅰ中可由d中導(dǎo)管冒出氣泡的快慢來判斷裝置中的空氣是否排盡

b.反應(yīng)混合液中加入檸檬酸的作用是防止Fe2+被氧化

c.步驟Ⅲ中加入無水乙醇的作用是降低甘氨酸亞鐵的溶解度

d.步驟Ⅲ中沉淀洗滌時(shí),用蒸餾水作洗滌劑

5)工業(yè)上常用高氯酸在非水體系中滴定甘氨酸的方法測(cè)定產(chǎn)品中的甘氨酸的含量。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),將所得粗產(chǎn)品中的甘氨酸分離出來直接用于滴定:___。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】科學(xué)家模仿植物的光合作用,開發(fā)出了利用太陽(yáng)光、水及二氧化碳(CO2)合成甲烷(CH4)的人工光合系統(tǒng),其工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )

A. GaN為負(fù)極,Cu為正極 B. 該裝置中只存在兩種能量的轉(zhuǎn)化

C. GaN電極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=4H++O2 D. 該裝置工作時(shí),H+Cu電極移動(dòng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硫—碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng):

SO2+2H2O+I(xiàn)2===H2SO4+2HI

2HIH2+I(xiàn)2

2H2SO4===2SO2+O2+2H2O

(1)分析上述反應(yīng),下列判斷正確的是____________。

a.反應(yīng)Ⅲ易在常溫下進(jìn)行 b.反應(yīng)Ⅰ中SO2氧化性比HI強(qiáng)

c.循環(huán)過程中需補(bǔ)充H2O d.循環(huán)過程產(chǎn)生1 mol O2的同時(shí)產(chǎn)生1 mol H2

(2)一定溫度下,向1 L密閉容器中加入1 mol HI(g),發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,H2物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。

0~2 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(HI)=____________。該溫度下,H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K=____________。

(3)實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸制取H2,反應(yīng)時(shí)溶液中水的電離平衡____________移動(dòng)(填“向左”、“向右”或“不”);若加入少量下列試劑中的____________,產(chǎn)生H2的速率將增大。

a.NaNO3 b.CuSO4 c.Na2SO4 d.NaHSO3

(4)以H2為燃料可制作氫氧燃料電池。

已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572 kJ·mol-1

某氫氧燃料電池釋放228.8 kJ電能時(shí),生成1 mol液態(tài)水,該電池的能量轉(zhuǎn)化率為________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硫酸工業(yè)尾氣中二氧化硫含量超過0.05%(體積分?jǐn)?shù))時(shí)需經(jīng)處理后才能排放。某校興趣小組欲測(cè)定硫酸工業(yè)尾氣中二氧化硫含量,采用以下方案:

甲方案:如圖所示,圖中氣體流量計(jì)B用于準(zhǔn)確測(cè)量通過尾氣的體積。將尾氣通入一定體積已知濃度的碘水中測(cè)定二氧化硫的含量。

1)洗氣瓶C中導(dǎo)管末端連接一個(gè)多孔球泡D,可以提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度,其理由是:_________。

2)洗氣瓶C中的溶液可以酸性高錳酸鉀溶液替代,請(qǐng)寫出離子方程式:________

3)本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于關(guān)閉氣體流量計(jì)的時(shí)機(jī),應(yīng)當(dāng)在什么時(shí)候關(guān)閉活塞A____________

乙方案:實(shí)驗(yàn)步驟如以下流程圖所示:

4)寫出步驟①中反應(yīng)的化學(xué)方程式_________。

5)如何判斷步驟②中沉淀是否完全的方法___________。

6)經(jīng)測(cè)定當(dāng)通過的尾氣體積為67.2L(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),最終得到固體質(zhì)量為4.66g,則該尾氣中二氧化硫含量(體積分?jǐn)?shù))為__________(保留到0.01%

丙方案:將乙中步驟①省略,直接將尾氣通入過量Ba(OH)2溶液,其余步驟與方案乙相同。

7)你認(rèn)為丙方案________(填是或否)合理,說明理由:___________

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