过氧化氢对环境友好,性质多样,有很重要的研究和应用价值。
(1)实验室利用反应
可制备氧气。
①取等物质的量浓度等体积
溶液分别进行下列实验,研究外界条件对该反应速率的影响,实验报告如下表所示。
| 序号 | 条件 | 现象 | 结论 | |
| 1 | 温度/℃ | 催化剂 | ||
| 2 | 40 | FeCl3溶液 | ||
| 3 | 20 | FeCl3溶液 | ||
| 4 | 20 | MnO2 | ||
| 5 | 20 | 无 | ||
实验1、2研究的是 对H2O2分解速率的影响。
实验2、3的目的是 。
实验中可以表明该反应速率差异的现象是 。
②实验室用
MnO2做该反应的催化剂,使用如右图所示装置的A部分制备O2,避免反应过于剧烈的操作是 。
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(2)Na2O2与水反应也可生成O2。某同学取4 g Na2O2样品与过量水反应,待反应完全终止时,得100 mL溶液X和448 mL O2(已折算为标准状况)。该同学推测样品中含有杂质或反应中生成H2O2,并进行实验研究。
①取少量X于试管中,滴加FeCl2溶液,立即生成红褐色沉淀。则反应的离子方程式是 。
②通过如上图所示整套实验装置测定Na2O2样品的纯度,假设所含杂质不参加反应。取25 mL X,滴入烧瓶内使其与过量KMnO4酸性溶液反应,最终生成56 mL O2(已折算为标
准状况),则此样品中:Na2O2的质量分数是 。
利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mo
若有17g氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为 。
(2)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对N2(g)+3H2(g) ![]()
2NH3(g)反应的影响。实验结果如图所示:(图中T表示温度,n表示物质的量)
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①图像中T2和T1的关系是:T2 T2(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是 (填字母)。
③在起始体系中加入N2的物质的量为 mol时,反应后氨的百分含量最大。若容器容积为H,n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下(T2),反应的平衡常数K= 。
(3)N2O3是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。
①一定温度下,在恒容密闭容器中N2O3可发生下列反应:
2N2O3
4NO2(g)+O2 △H>0下表为反应在T1温度下的部分实验数据
| Vs | 0 | 500 | 1000 |
| c(N2O3)/mol·L-1 | 5.00 | 3.52 | 2.48 |
则500s内NO2的平均生成速率为 .
②现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池,采用电解法制备N2O3,装置如图所示,其中Y为CO2。
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写出石墨I电极上发生反应的电极反应式 。
在电解池中生成N2O3的电极反应式为 。