Question

【題目】過氧化氫(H2O2)是重要的化工產品，廣泛應用于綠色化學合成．醫療消毒等領域。

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

（2）100℃時，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％
無	0	2	Fe3＋	1.0	15
Al3＋	10	2	Cu2＋	0.1	86
Zn2＋	10	10	Cr3＋	0.1	96

由上表數據可知，能使過氧化氫分解反應活化能降低最多的離子是_______。貯運過氧化氫時，可選用的容器材質為_________(填標號)。

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__________________________________________。

Answer 1

【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）根據蓋斯定律計算反應熱；根據放熱反應，升溫后平衡移動方向判斷平衡常數的大小。

（2）由表中數據可知，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，阻止內部的鋁繼續腐蝕。

（3）通過比較電離常數大小比較酸性強弱；分析濃度和酸度對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

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

該反應為放熱反應，溫度升高，化學平衡常數減小，所以K(313K)<K(298K) 。

故答案為：－196 ；小于。

（2）由表中數據可知，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，阻止內部的鋁繼續腐蝕，因此長時間可以選純鋁容器來貯運過氧化氫，故選B。

故答案為：Cr3＋ ；B。

（3）Ka1>Kw，故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，反應正向進行，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。