通常狀況下,過氧化氫是一種無色透明的液體,在實驗室和生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛.
(1)火箭推進器中分別裝有聯(lián)氨(N2H4)和過氧化氫,它們發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-642.2kJ?mol-1
又知:2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H=-196.4kJ?mol-1
H2O(l)=H2O(g)△H=44kJ?mol-1
請寫出N2H4(l)與O2(g)反應(yīng)生成N2(g)和H2O(l) 的熱化學(xué)方程式:
 

(2)H2O2是一種二元弱酸,其第一步電離的電離方程式為
 

(3)過二硫酸銨法是目前最流行的制備H2O2的方法.即電解含 H2SO4的(NH42SO4溶液制。∟H42S2O8,如圖1所示,再加熱水解即可得H2O2和(NH42SO4
精英家教網(wǎng)
①電解時,陽極的電極方程式
 
;
②寫出生成H2O2的反應(yīng)的化學(xué)方程式:
 

(4)Fenton法常用于處理含難降解有機物的工業(yè)廢水,通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe2+濃度的廢水中加入H2O2,所產(chǎn)生的羥基自由基能降解有機污染物p-CP.控制p-CP的初始濃度相同,在不同實驗條件下進行如下實驗,測得p-CP的濃度隨時間變化關(guān)系如圖2所示.
實驗
編號
T/K pH c/10-3mol?L-1
H2O2 Fe2+
298 3 6.0 0.30
313 3 6.0 0.30
298 10 6.0 0.30
①請根據(jù)實驗I的曲線,計算降解反應(yīng)
在50~150s內(nèi)的反應(yīng)速率ν(p-CP)=
 
mol?L-1?s-1
②實驗Ⅰ、Ⅱ表明,溫度升高,降解反應(yīng)速率增大.但溫度過高時反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減小,請分析原因:
 

③實驗Ⅲ得出的結(jié)論是:pH=10時,
 
分析:(1)根據(jù)已知熱化學(xué)方程式和目標(biāo)反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式,利用蓋斯定律來解答;
(2)H2O2是一種二元弱酸,其第一步電離出1個氫離子;
(3)已知(NH42S2O8加熱水解可得H2O2和(NH42SO4,利用原子守恒配平方程式;
(4)由圖象分析濃度變化,再根據(jù)反應(yīng)速率公式v=
△c
△t
計算平均反應(yīng)速率;
(5)過氧化氫在高溫時易分解;
(6)通過圖片知,當(dāng)pH=10,隨著時間的變化,其濃度基本不變.
解答:解:(1)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-642.2kJ?mol-1   ①
    H2O(l)=H2O(g)△H=44kJ?mol-1
    2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H3=-196.4kJ?mol-1    ③
則聯(lián)氨與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可用①-②×2-③:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-533.8kJ?mol-1
故答案為:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-533.8kJ?mol-1;
(2)H2O2是一種二元弱酸,其第一步電離出1個氫離子,其電離方程式為:H2O2?HO2-+H+;故答案為:H2O2?HO2-+H+;
(3)已知(NH42S2O8加熱和水發(fā)生水解反應(yīng)可得H2O2和(NH42SO4,根據(jù)原子守恒可得:(NH42S2O8+2H2O
  △  
.
 
H2O2+(NH42SO4+2H2SO4
故答案為:(NH42S2O8+2H2O
  △  
.
 
H2O2+(NH42SO4+2H2SO4;
(4)在50~150s內(nèi),v=
△c
△t
=
(1.2-0.4)×10-3mol/L
(150-50)s
=8.0×10-6 mol/(L.s),故答案為:8.0×10-6;
(5)溫度較高時,過氧化氫不穩(wěn)定易分解,所以溫度過高時反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減小,故答案為:過氧化氫在溫度過高時迅速分解;
(6)通過圖片知,當(dāng)pH=10,隨著時間的變化,其濃度基本不變,即反應(yīng)速率趨向于零(或該降解反應(yīng)趨于停止)
故答案為:反應(yīng)速率趨向于零.
點評:本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素,反應(yīng)速率的計算,蓋斯定律的應(yīng)用,弱電解質(zhì)的電離等,題目綜合性較強,難度較大.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:江蘇省徐州市2012屆高三考前信息卷化學(xué)試題 題型:022

通常狀況下,過氧化氫是一種無色透明的液體,在實驗室和生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛.

(1)火箭推進器中分別裝有聯(lián)氨(N2H4)和過氧化氫,它們發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642.2 kJ·mol-1

又知:2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196.4 kJ·mol-1

H2O(l)=H2O(g) △H=44 kJ·mol-1

請寫出N2H4(l)與O2(g)反應(yīng)生成N2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式:________

(2)H2O2是一種二元弱酸,其第一步電離的電離方程式為________

(3)過二硫酸銨法是目前最流行的制備H2O2的方法.即電解含H2SO4的(NH4)2SO4溶液制取(NH4)2S2O8,如下圖所示,再加熱水解即可得H2O2和(NH4)2SO4

①電解時,陽極的電極方程式________

②寫出生成H2O2的反應(yīng)的化學(xué)方程式:

________

(4)Fenton法常用于處理含難降解有機物的工業(yè)廢水,通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe2+濃度的廢水中加入H2O2,所產(chǎn)生的羥基自由基能降解有機污染物p-CP.控制p-CP的初始濃度相同,在不同實驗條件下進行如下實驗,測得p-CP的濃度隨時間變化關(guān)系如下圖所示.

①請根據(jù)實驗I的曲線,計算降解反應(yīng)在50~150 s內(nèi)的反應(yīng)速率ν(p-CP)=________mol·L-1·s-1

②實驗I、II表明,溫度升高,降解反應(yīng)速率增大.但溫度過高時反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減小,請分析原因:________

③實驗III得出的結(jié)論是:pH=10時,________

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案