Question

2．2013年10月我市因台风菲特遭受到重大损失，市疾控中心紧急采购消毒药品，以满足灾后需要．复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留，其主要成分H₂O₂是一种无色粘稠液体，请回答下列问题：
（1）下列方程中H₂O₂所体现的性质与其可以作为消毒剂完全一致的是D．
A．BaO₂+2HCl冰═H₂O₂+BaCl₂
B．Ag₂O+H₂O₂═2Ag+O₂+H₂O
C．2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
D．H₂O₂+NaCrO₂+NaOH═Na₂CrO₄+H₂O
（2）火箭发射常以液态肼（N₂H₄）为燃料，液态H₂O₂为助燃剂．已知：
N₂H₄（1）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ•mol^-1
H₂O₂（1）═H₂O（1）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=-98.64kJ•mol^-1
H₂O（1）═H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-l
则反应N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）的△H=-643.28KJ/mol，
该反应的△S=＞0（填“＞”或“＜”）．
（3）．将等物质的量的A、B混合放于2L的密闭容器中，发生反应3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）．经5min后达到平衡，平衡时测得D的浓度为0.5mol•L^-1，c（A）：c（B）=3：5，v（C）=0.1mol•L^-1•min^-1．
则：（1）x=2．
（2）前5min内B的反应速率v（B）=0.05mol/（L•min）．
（3）平衡时A的转化率为50%．

Answer 1

分析 （1）过氧化氢做消毒剂是利用过氧化氢的氧化性，据此分析选项中元素化合价变化判断；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算所需让化学方程式，分析计算得到热化学方程式分析熵变；
（3）先设A、B的物质的量为nmol；根据D的浓度计算D的物质的量，根据D的物质的量计算反应的A、B的物质的量，根据5min时，A、B浓度之比求出A、B开始时的物质的量，用开始时的物质的量减反应的物质的量即为5min末的物质的量，再根据物质的量浓度公式计算浓度；反应速率之比即为计量数之比；根据C的反应速率求A的反应速率．根据A的转化浓度计算A的转化率．

解答 解：（1）H₂O₂所体现的性质与其可以作为消毒剂完全一致的是，过氧化氢表现氧化性分析；
A．BaO₂+2HCl$\frac{\underline{\;冰\;}}{\;}$H₂O₂+BaCl₂，过氧化氢是反应生成物，故A错误；
 B．Ag₂O+H₂O₂═2Ag+O₂+H₂O，过氧化氢从-1价变化为0价，做还原剂，故B错误；
C．2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，过氧化氢自身氧化还原反应，故C错误；      
 D． H₂O₂+NaCrO₂+NaOH═Na₂CrO₄+H₂O，反应中过氧化氢氧元素化合价从-1价变化为-2价，反应中做氧化剂，故D正确；
故答案为：D；
（2）①N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ•mol^-1
②H₂O₂（l）=H₂O（l）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=-98.64kJ•mol^-1
③H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-l
依据盖斯定律计算①+②×2+③×2得到，反应的热化学方程式：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-643.28KJ/mol；反应前后气体体积增大，所以△S＞0；
故答案为：-643.28KJ/mol；＞；
（3）D的浓度为0.5mol/L，所以D的物质的量为1mol．
      设A、B的物质的量为nmol，
           3A（g）+B（g）=xC（g）+2D（g），
开始    n mol     n mol        0          0 
反应    1.5mol  0.5mol                 1mol 
5min  （n-1.5）mol  （ n-0.5）mol     1mol
同一容器中，c（A）：c（B）=n（A）：n（B）=$\frac{n-1.5}{n-0.5}$=$\frac{3}{5}$；n=3mol；
（1）D的浓度为0.5mol/L，反应时间为5min，D的反应速率为$\frac{0.5mol/L}{5min}$=0.1mol/（L•min），C的反应速率是0.1mol/（L•min），根据同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以x=2，故答案为：2；
（2）C的反应速率是0.1mol/（L•min），根据同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以B的反应速率是0.5×0.1mol/（L•min）=0.05mol/（L•min），
故答案为：0.05mol/（L•min）；
（3）A的转化率为：$\frac{1.5mol}{3mol}$×100%=50%，故答案为：50%．

点评 本题考查较综合，为高考常见题型，侧重考查学生的分析、计算能力，涉及氧化还原反应、化学反应速率与化学计量数的关系，根据反应物的物质的量关系运用三段式法计算平衡时的物质的量是解答该题的关键，注意同一反应中反应速率之比等于化学计量数之比．