题目内容

某些金属及金属氧化物对H2O2的分解反应具有催化作用,请回答下列问题:

(1)已知:2H2O2(aq) =" 2" H2O (l) + O2(g) 的< 0, 则该反应的逆反应能否自发进行?     (填“能”或“不能”),判断依据是     
(2)某同学选用Ag、Pt、Cu、TiO2作为催化剂,在25℃ 时,保持其它实验条件相同,测得生成的O2体积(V)。V与分解时间(t)的关系如图所示(O2的体积已折算成标准状况),则:在不同催化剂存在下,H2O2分解反应的活化能大小顺序是 Ea(  ) > Ea(  ) > Ea(  ) > Ea(  ) (括号内填写催化剂的化学式)金属Pt 催化下,H2O2分解的反应速率v(O2) =     mol·s-1
(3)为研究温度对H2O2分解速率的影响(不加催化剂),可将一定浓度和体积的H2O2置于密闭容器中,在某温度下,经过一定的时间t,测定生成O2的体积V。然后保持其它初始条件不变,改变温度T,重复上述实验。获得V(O2) ~ T关系曲线。下列趋势图最可能符合实测V(O2) ~ T关系曲线的是     ,原因是     

A. B. C. D.
(4)以Pt为电极电解H2O2也可产生氧气,写出H2O2水溶液电解过程中的电极反应式(已知:H2O2的氧化性及还原性均比H2O强):阴极;阳极


(1)不能    (1分)
逆反应的> 0,,因此在任何温度下都不能自发进行  (2分)
(2)①Ea(TiO2) > Ea(Cu) > Ea(Pt) > Ea(Ag)           (2分)
② 8.9×10-7    (2分)
(3)C      (2分)
因该反应是不可逆反应,不考虑温度对平衡移动的影响。温度升高反应速率加快,因而经过相同反应时间后测得的O2体积随温度升高而增大   (2分)
(4)H2O2 + 2H+ + 2e- = 2H2O        (2分,其它合理答案也给分)
H2O2 - 2e- = O2↑ + 2H+      (2分,其它合理答案也给分)

解析试题分析:
(1)该反应的逆反应是吸热的反应,并且还是熵减的方向,因此不能自发进行;逆反应的> 0,,因此在任何温度下都不能自发进行
(2)①从图上可以看出,在同一个时间点上,二氧化钛分解生成的氧气的量少,铜、铂、银依次增多,因此有:Ea(TiO2) > Ea(Cu) > Ea(Pt) > Ea(Ag)
② 反应速率是间位时间内浓度的变化量:8.9×10-7
(3)这个反应不是可逆反应,这个很重要,不考虑温度对平衡移动的影响。温度升高反应速率加快,因而经过相同反应时间后测得的O2体积随温度升高而增大。
(4)H2O2的氧化性及还原性均比H2O强,因此在两极得失电子都是双氧水了:
阴极:H2O2 + 2H+ + 2e- = 2H2O
阳极:H2O2 - 2e- = O2↑ + 2H+
考点:化学反应速率、化学反应的方向以及电化学。

练习册系列答案
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如图所示的装置中发生反应2A2(g)+B2(g)2C(g);△H=" -a" kJ/mol(a >0),已知P是可自由滑动的活塞。在相同温度时关闭K,向A, B容器中分别充入2mol A2和1mol B2两容器分别在500℃时达平衡,A中C的浓度为w1 mol/L,放出热量 b kJ,B中C的浓度为w2 mol/L,放出热量 c kJ。请回答下列问题:
(1)此反应的平衡常数表达式为______________________;若将温度升高到700℃,反应的平衡常数将_____________(增大、减小或不变)。
(2)比较大小:w1_____ w2(填>、=、<),a、b、c由大到小的关系 ______________________。
(3)若打开K,一段时间后重新达平衡,容器B的体积将______________________(填增大,减小或不变)。
(4)若让A,B体积相等且固定P,在B中改充入4mol A2和2mol B2在500℃时达平衡后C 的浓度为w3 mol/L,则 w1,w3的关系______________________。
(5)能说明A中已达到平衡状态的是            (填序号,有一个或多个选项符合题意)。
a、v(C)=2v(B2)                  
b、容器内气体压强保持不变
c、容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化             
d、容器内的气体密度保持不变
(6)使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_____________。
a、及时分离出C气体             b、适当升高温度
c、增大B2的浓度                  d、选择高效的催化剂

把大气中的游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮。生物固氮和大气固氮(闪电时N2转化为NO)属于自然固氮,这远不能满足人类的需要。工业固氮(合成氨)是目前人工固氮的主要方法。有关大气固氮和工业固氮的平衡常数K值分别如下表一和表二。
表一:N2+ O  2NO                    

温度
27℃
2000℃
K值
3.84×10-31
0.1
 
表二:N2+ 3H22NH3      
温度
25℃
350℃
400℃
450℃
K值
5×108
1.847
0.507
0.152
(1)根据上表中的数据分析,下列说法正确的是_________。
A、N2+ O  2NO是吸热反应
B、人类大规模模拟大气固氮是没有意义的
C、在常温下,增加工业固氮的容器的压强,K值会发生改变
D、工业固氮是放热反应
(2)向某密闭容器中加入4 mol NH3、1.2 mol H2和一定量的N2三种气体,一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如甲图所示[已知0~t1阶段保持恒温、恒容,且c(N2)未画出]。乙图为t2时刻后改变反应条件,反应速率随时间的变化情况,已知在t2、t3、t4、t5时刻各改变一种不同的条件。

①若t1="15" s,则t0~t1阶段的反应速率为v(H2)=   
②N2的起始物质的量为     
③反应达到平衡状态,下列说法中能表明已达到平衡状态的是           
A、单位时间内生成a molN2,同时生成3a mol H2   B、容器的总压强不再变化
C、混合气体的密度不再变化        D、三个H—H 键断裂的同时有六个H—N键断裂
④t4时刻改变的条件为           ,t5时刻改变的条件为          
⑤已知t0~t1阶段该反应放出或吸收的热量为Q kJ(Q为正值),试写出该反应的热化学方程式:____________________________________________________________________

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