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。
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+ O2 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 |
A、N2+ O2 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:____________________________________________________________________
KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录:
实验编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
温度(℃) | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
显色时间(s) | 160 | 80 | 40 | 20 | 10 |
(1)该反应的离子方程式为 。
(2)该实验的目的是 。
(3)实验试剂除了1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液外,还需要的试剂是 ,实验现象为 。
(4)上述实验操作中除了需要(3)的条件外,还必须控制不变的是 (填字母)。
A.温度 B.试剂的浓度 C.试剂的用量(体积) D.试剂添加的顺序
(5)由上述实验记录可得出的结论是 。
(6)若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验,你会采取的措施是 。
氨气是生产氮肥、硝酸、纯碱等的重要原料。
(1)实验室模拟合成氨。在恒温恒容密闭容器中按照甲、乙、丙三种方式分别投料(单位是mol /L),平衡时测得甲容器中H2的转化率为20%。
| N2 | H2 | NH3 |
甲 | 1 | 3 | 0 |
乙 | 0.5 | 1.5 | 1 |
丙 | 0 | 0 | 4 |
①平衡时甲容器中氨气的浓度为 。
②乙容器中开始反应时,v逆 v正(填<、>或=)。
③达平衡时,甲、乙、丙三容器中NH3的体积分数由大到小的顺序为 。
(2)工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:
2NH3 (g)+ CO2 (g) CO(NH2)2 (l) + H2O (l),该反应的平衡常数和温度关系如下:
T / ℃ | 165 | 175 | 185 | 195 |
K | 111.9 | 74.1 | 50.6 | 34.8 |
①焓变ΔH_____0(填“>”、“<”或“=”)。
②在一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)=x,下图是氨碳比(x)与CO2平衡转化率(α)的关系。α随着x增大而增大的原因是 。
③右图中的B点处,NH3的平衡转化率为 。
(1)25 ℃时,合成氨反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol
①在该温度时,取l mol N2和3 mol H2放在密闭容器中,在催化剂存在下进行反应,测得反应放出的热量总是_______92.4 kJ。(填“小于”, “大于” 或“等于”)
②一定条件下,上述可逆反应在体积固定的密闭容器中进行,下列叙述能说明反应已达到平衡的是_______________。
A.NH3生成的速率与NH3分解的速率相等 |
B.混合气体的反应速率v正(NH3)=v逆(H2) |
C.容器内的密度不再变化 |
D.单位时间内消耗a mol N2,同时生成2a mol NH3 |
(3)常温下,向0.001mol/LAlCl3溶液中通入NH3直至过量,当PH=_________时,开始生成沉淀(已知:Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33)