Question

【題目】過氧化氫是重要的化工產品，廣泛應用于化學合成、醫療消毒等領域。

(1)過氧化氫的電子式為_____________。

(2)工業上電解硫酸氫鹽溶液得到過二硫酸鹽()，過二硫酸鹽水解生成H2O2溶液和硫酸氫鹽，生成的硫酸氫鹽可以循環使用。電解硫酸氫鹽溶液時陽極的電極反應式為_______。寫出過二硫酸鹽水解的離子方程式________。

(3)298K時，實驗測得反應在不同濃度時的化學反應速率如表：

實驗編號	1	2	3	4
c(HI) /mol﹒L-1	0.100	0.200	0.300	00.100	0.100
c(H2O2)/mol﹒L-1	0.100	0.100	0.100	0.200	0.300
v//mol﹒L-1﹒s-1	0.007 60	0.015 3	0.022 7	0.015 1	0.022 8

已知速率方程為，其中k為速率常數。

根據表中數據判斷：a=_______，b=________。

(4)“大象的牙膏”實驗是將濃縮的過氧化氫與肥皂液混合，再滴加少量碘化鉀溶液，即可觀察到泡沫狀物質像噴泉一樣噴涌而出。反應中H2O2的分解機理為：

慢

快

此反應過程中無催化劑和有催化劑的能量變化關系圖像如圖所示：

則表示慢反應的曲線是__________(填“a”或“b”)。

1mol H2O2分解放出熱量98 kJ，則H2O2分解的熱化學方程式為_________________。

(5)某科研團隊研究體系(其中)氧化苯乙烯制取苯甲醛，反應的副產物主要為苯甲酸和環氧苯乙烷。一定條件下，測得一定時間內溫度對氧化反應的影響如圖：

注：■苯乙烯轉化率 ●苯甲醛選擇性

①80℃時苯乙烯的轉化率有所降低，其原因可能是_______。

②結合苯乙烯的轉化率，要獲得較高的苯甲醛產率，應該選擇的溫度為_______。

Answer 1

【答案】 2HSO-2e-=S2O+2H+或2SO-2e-=S2O S2O+2H2O=2HSO+H2O2或S2O+2H2O =2H++SO+H2O2 1 1 a 2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) △H=-196kJ·mol-1 高溫促進了過氧化氫和過氧乙酸分解 70℃

【解析】

(1)過氧化氫為共價化合物，每個氧原子與另一個氧原子共用一對電子，與一個氫原子共用一對電子，所以電子式為；

(2)電解池中陽極發生氧化反應，根據題意可知電解時硫酸根(硫酸氫根)被氧化成S2O，所以陽極反應式為2HSO-2e-=S2O+2H+或2SO-2e-=S2O；過二硫酸鹽水解生成玒H2O2溶液和硫酸氫鹽，所以水解離子方程式為S2O+2H2O=2HSO+H2O2或S2O+2H2O =2H++SO+H2O2；

(3)根據表格數據得：0.0076=k×0.100a×0.100b，0.0153=k×0.100a×0.200b，0.0151=k×0.200a×0.100b，聯立可得2a=1，2b=1，所以a=1，b=1；

(4)反應的活化能越大反應速率越慢，據圖可知a曲線所示的反應活化能較大，所以曲線a代表的是慢反應；

1mol H2O2分解放出熱量98 kJ，則2molH2O2分解生成2mol液態水和1mol氧氣放出的熱量為196kJ，熱化學方程式為：2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H=-196kJ·mol-1；

(5)①高溫促進了過氧化氫和過氧乙酸分解，導致苯乙烯的轉化率有所降低；

②據圖可知60℃以上時苯乙烯的轉化率接近100%，而溫度高于60℃時，70℃時苯甲醛的選擇性最大，所以反應溫度應選70℃。