Question

【題目】已知：2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH=-akJ·mol-1(a＞0)

（1）KI溶液可作為H2O2分解反應(yīng)的催化劑，催化過(guò)程按以下兩步反應(yīng)進(jìn)行：

Ⅰ.H2O2(l)+I-(aq)=H2O(l)+IO-(aq) ΔH1=+bkJ·mol-1(b＞0)

Ⅱ.__ ΔH2=__kJ·mol-1（用含a和b的代數(shù)式表示）

①請(qǐng)將上述過(guò)程補(bǔ)充完整（提示：反應(yīng)Ⅱ不是分解反應(yīng)）。

②已知：相同條件下，反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)速率小于反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)速率。如圖為未加催化劑時(shí)H2O2分解反應(yīng)的能量-反應(yīng)歷程示意圖，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出加入KI溶液后該反應(yīng)的能量-反應(yīng)歷程示意圖___。

（2）H2O2的水溶液呈弱酸性，其電離過(guò)程如下：H2O2H++HO2-；HO2-H++O22-

某溫度下，其電離平衡常數(shù)K1=1.1×10-11，則質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%（物質(zhì)的量濃度為10mol·L-1）的H2O2水溶液的pH≈__。（忽略H2O2的二級(jí)電離及水的電離）。

（3）為研究溫度對(duì)H2O2分解速率的影響（不加催化劑），可將一定濃度和體積的H2O2置于密閉容器中，在某溫度下，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間t，測(cè)定生成O2的體積V。然后保持其它初始條件不變，改變溫度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。獲得V(O2)（轉(zhuǎn)化成標(biāo)況下的體積）～T關(guān)系曲線。下列趨勢(shì)圖可能符合實(shí)測(cè)V(O2)～T關(guān)系曲線的是__，原因是__。

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】H2O2(l)+IO-(aq)=H2O(l)+I-(aq)+O2(g) -(a+b) 5 C 因該反應(yīng)是不可逆反應(yīng)，不考慮溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響。溫度升高反應(yīng)速率加快，因而經(jīng)過(guò)相同反應(yīng)時(shí)間后測(cè)得的O2體積隨溫度升高而增大

【解析】

(1)①根據(jù)蓋斯定律解答；

②KI作催化劑，改變反應(yīng)途徑，降低反應(yīng)的活化能，但反應(yīng)熱不變，以此分析；

(2)根據(jù)雙氧水的第一步電離以及電離平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算氫離子濃度，進(jìn)而計(jì)算pH值；

(3) 根據(jù)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響考慮。

(1)①已知總反應(yīng)：2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)ΔH=-akJ·mol-1(a＞0)，反應(yīng)Ⅰ：H2O2(l)+I-(aq)=H2O(l)+IO-(aq) ΔH1=+bkJ·mol-1(b＞0)，因H2O2分解反應(yīng)中KI催化作用，則由蓋斯定律可知，反應(yīng)Ⅱ＝總反應(yīng)-反應(yīng)Ⅰ，故反應(yīng)Ⅱ為：H2O2(l)+IO(aq)=H2O(l)+O2(g)+I(aq)△H2＝-(a+b)kJ/moL；

②過(guò)氧化氫分解生成氧氣和水，KI作催化劑，改變反應(yīng)途徑，降低反應(yīng)的活化能，但反應(yīng)熱不變，反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量不變，故H2O2溶液中加入KI后“反應(yīng)過(guò)程-能量”示意圖為；

(2) H2O2的水溶液呈弱酸性，第一步電離為：H2O2H++HO2-、其電離平衡常數(shù)K1==1.1×10-11，則c(H+)=≈1.0×10-5 mol·L-1，則pH≈5；

(3)因該反應(yīng)是不可逆反應(yīng)，不考慮溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響，溫度升高反應(yīng)速率加快，因而經(jīng)過(guò)相同反應(yīng)時(shí)間后測(cè)得的O2體積隨溫度升高而增大，故C圖象符合。