Question

2013年10月我市因臺風(fēng)菲特遭受到重大損失，市疾控中心緊急采購消毒藥品，以滿足災(zāi)后需要．復(fù)方過氧化氫消毒劑具有高效、環(huán)保、無刺激無殘留，其主要成分H₂O₂是一種無色粘稠液體，請回答下列問題：
（1）下列方程中H₂O₂所體現(xiàn)的性質(zhì)與其可以作為消毒劑完全一致的是

 

．
A．BaO₂+2HCl

冰  .

H₂O₂+BaCl₂    B．Ag₂O+H₂O₂═2Ag+O₂+H₂O
C．2H₂O₂

△   .

2H₂O+O₂↑         D． H₂O₂+NaCrO₂+NaOH═Na₂CrO₄+H₂O
（2）火箭發(fā)射常以液態(tài)肼（N₂H₄）為燃料，液態(tài)H₂O₂為助燃劑．已知：
N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ?mol^-1
H₂O₂（l）=H₂O（l）+

1

2

O₂（g）△H=-98.64kJ?mol^-1
H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-l
則反應(yīng)N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）的△H=

 

，該反應(yīng)的△S=

 

0（填“＞”或“＜”）．
（3）H₂O₂是一種不穩(wěn)定易分解的物質(zhì)．
①如圖是H₂O₂在沒有催化劑時反應(yīng)進程與能量變化圖，請在圖上畫出使用催化劑加快分解速率時能量與進程圖

②實驗證實，往Na₂CO₃溶液中加入H₂O₂也會有氣泡產(chǎn)生．已知常溫時H₂CO₃的電離常數(shù)分別為Ka_l=4.3×l0^-7，Ka₂=5.0×l0^-11．Na₂CO₃溶液中CO₃^2-第一步水解常數(shù)表達式K_hl=

 

，常溫時K_hl的值為

 

．若在Na₂CO₃溶液中同時加入少量Na₂CO₃固體與適當升高溶液溫度，則K_hl的值

 

（填變大、變小、不變或不確定）．
（4）某文獻報導(dǎo)了不同金屬離子及其濃度對雙氧水氧化降解海藻酸鈉溶液反應(yīng)速率的影響，實驗結(jié)果如圖1、圖2所示．

注：以上實驗均在溫度為20℃、w（H₂O₂）=0.25%、pH=7.12、海藻酸鈉溶液濃度為8mg?L^-l的條件下進行．圖1中曲線a：H₂O₂；b：H₂O₂+Cu²⁺；c：H₂O₂+Fe²⁺；d：H₂O₂+Zn²⁺；e：H₂O₂+Mn²⁺；圖2中曲線f：反應(yīng)時間為1h；g：反應(yīng)時間為2h；兩圖中的縱坐標代表海藻酸鈉溶液的粘度（海藻酸鈉濃度與溶液粘度正相關(guān)）．
由上述信息可知，下列敘述錯誤的是

 

（填序號）．
A．錳離子能使該降解反應(yīng)速率減緩
B．亞鐵離子對該降解反應(yīng)的催化效率比銅離子低
C．海藻酸鈉溶液粘度的變化快慢可反映出其降解反應(yīng)速率的快慢
D．一定條件下，銅離子濃度一定時，反應(yīng)時間越長，海藻酸鈉溶液濃度越�。�

Answer 1

考點：熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）過氧化氫做消毒劑是利用過氧化氫的氧化性，據(jù)此分析選項中元素化合價變化判斷；
（2）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算所需讓化學(xué)方程式，分析計算得到熱化學(xué)方程式分析熵變；
（3）①依據(jù)催化劑加快反應(yīng)速率的原因是降低反應(yīng)活化能，改變反應(yīng)速率，不改變化學(xué)平衡，畫出變化曲線；
②依據(jù)碳酸根離子水解離子方程式結(jié)合平衡常數(shù)概念寫出水解平衡常數(shù)，水溶液中依據(jù)離子積常數(shù)和弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)換算得到水解平衡常數(shù)；水解平衡是吸熱反應(yīng)，升溫平衡正向進行，增大碳酸根離子濃度，水解正向進行；
（4）根據(jù)圖片中曲線變化趨勢與溶液粘度、反應(yīng)速率之間的關(guān)系分析．

解答： 解：（1）H₂O₂所體現(xiàn)的性質(zhì)與其可以作為消毒劑完全一致的是，過氧化氫表現(xiàn)氧化性分析；
A．BaO₂+2HCl

冰  .

H₂O₂+BaCl₂，過氧化氫是反應(yīng)生成物，故A不符合；
 B．Ag₂O+H₂O₂═2Ag+O₂+H₂O，過氧化氫從-1價變化為0價，做還原劑，故B不符合；
C．2H₂O₂

△   .

2H₂O+O₂↑，過氧化氫自身氧化還原反應(yīng)，故C不符合；      
 D． H₂O₂+NaCrO₂+NaOH═Na₂CrO₄+H₂O，反應(yīng)中過氧化氫氧元素化合價從-1價變化為-2價，反應(yīng)中做氧化劑，故D符合；
故答案為：D．
（2）①N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ?mol^-1
②H₂O₂（l）=H₂O（l）+

1

2

O₂（g）△H=-98.64kJ?mol^-1
③H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-l
依據(jù)蓋斯定律計算①+②×2+③×2得到，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-643.28KJ/mol；反應(yīng)前后氣體體積增大，所以△S＞0；
故答案為：-643.28KJ/mol；＞；
（3）①催化劑加快反應(yīng)速率的原因是降低反應(yīng)活化能，改變反應(yīng)速率，不改變化學(xué)平衡，虛線代表使用催化劑，起始于結(jié)束點重合，最高點比原曲線低，畫出的變化曲線為，故答案為：；
②往Na₂CO₃溶液中加入H₂O₂也會有氣泡產(chǎn)生．已知常溫時H₂CO₃的電離常數(shù)分別為Ka_l=4.3×l0^-7，Ka₂=5.0×l0^-11．Na₂CO₃溶液中CO₃^2-第一步水解離子方程式為：
CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，常數(shù)表達式K_hl=

c(HCO3-)c(OH-)

c(CO32-)

，H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，Ka₂=

c(CO32-)c(H+)

c(HCO3-)

，依據(jù)離子積常數(shù)和電離平衡常數(shù)得到K_hl=

c(HCO3-)c(OH-)

c(CO32-)

×

c(H+)

c(H+)

=

Kw

Ka2

=

10-14

5×10-11

=2.0×10^-4 ；若在Na₂CO₃溶液中同時加入少量Na₂CO₃固體與適當升高溶液溫度，水解平衡是吸熱反應(yīng)，升溫平衡正向進行，增大碳酸根離子濃度，水解正向進行，Kh增大；
故答案為：

c(HCO3-)c(OH-)

c(CO32-)

；2.0×10^-4 ；變大；
（4）根據(jù)圖2知，縱坐標越大其粘度越大，相同時間內(nèi)縱坐標變化越大，其反應(yīng)速率越快，根據(jù)圖3知，相同濃度的銅離子溶液中，縱坐標變化越大，其反應(yīng)速率越大，
A．e曲線變化不明顯，所以錳離子能使該降解反應(yīng)速率減緩，故A正確；
B．相同時間內(nèi)，含有亞鐵離子的曲線縱坐標變化比含有銅離子的大，所以亞鐵離子對該降解反應(yīng)的催化效率比銅離子高，故B錯誤；
C．海藻酸鈉濃度與溶液粘度正相關(guān)，粘度變化越大海藻酸鈉濃度變化越大，其反應(yīng)速率越大，所以海藻酸鈉溶液粘度的變化快慢可反映出其降解反應(yīng)速率的快慢，故C正確；
D．根據(jù)圖3知，一定條件下，銅離子濃度一定時，反應(yīng)時間越長，溶液粘度越小，則海藻酸鈉溶液濃度越小，故D正確；
故選B．

點評：本題考查較綜合，涉及熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計算應(yīng)用、水解平衡常數(shù)、電離平衡常數(shù)、水溶液中離子積常數(shù)的計算分析等知識點，難點是圖象分析，會采用“定一議二”的方法分析圖象，難度較大．