(17分)H2O2是一种强氧化剂,被广泛应用于水处理及卫生消毒等方面。(1)H2O2不稳定,当其中含Fe2+时,会发生反应:,则Fe2+在此过程中所起的作用是_

(17分)H2O2是一种强氧化剂,被广泛应用于水处理及卫生消毒等方面。(1)H2O2不稳定,当其中含Fe2+时,会发生反应:,则Fe2+在此过程中所起的作用是_

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(17分)H2O2是一种强氧化剂,被广泛应用于水处理及卫生消毒等方面。
(1)H2O2不稳定,当其中含Fe2时,会发生反应:
,则Fe2在此过程中所起的作用是______________,当生成336mL O2(标准状况)时,反应中转移电子的物质的量为_______mol。
(2)下表是在常压、60℃和不同pH条件下,6mL30% H2O2在60min内释放出氧气的体积。则下列说法正确的是___________。

a.pH越大,H2O2的分解速率越大
b.pH在9左右,H2O2的分解速率最大
c.6mL 30% H2O2分解最多释放出的氧气的体积为639mL
d. pH=5.50时,0~60min内,v(O2)=1.5mL
(3)溶液中H2O2的残留量可用一定浓度的酸性KMnO4溶液来测定,反应中MnO4
被还原为Mn2,该反应的离子方程式为______________。
(4)科学工作者以Ir-Ru/Ti为阳极、ACFC为阴极,在酸性环境、不断通入空气的条件下直接电解水来制备H2O2。电解过程中,阳极区溶液的pH_     (填“增大”“不变”或“减小”),阴极产生H2O2的电极反应式为_______。若不通空气,则阴极得到的产物是_______ 。
(5)己知断裂1mol化学键所需的能量
143,H-O为463。则.
答案
(17分)
(1)催化作用(或催化剂)(2分)    0.03(2分)
(2)bd(2分)
(3)5H2O2+2MnO4+6H=2Mn2+5O2↑+8H2O(3分)
(4)减小(2分)     O2+2H+2e==H2O2(2分)      H2(2分)
(5)-135(2分)
解析

试题分析:(1)反应的总方程式为2H2O2═2H2O+O2↑,所以Fe2+起到催化剂的作用;O元素由-1价升高至0价,所以对应关系为:O2 ~ 2e‾,n(e‾)=2×0.336L÷22.4L/mol=0.03mol。
(2)a、pH大于9.00时,反应速率又逐渐减小,错误;b、根据表中数据,pH在9左右,H2O2的分解速率最大,正确;c、60min后反应还可能继续进行,所以6mL 30%的H2O2分解最多释放出的氧气的体积可能大于639mL,错误;d、v(O2)=90mL÷60min=1.5mLmin-1,正确。
(3)MnO4‾把H2O2氧化为O2,配平可得离子方程式为:5H2O2+2MnO4+6H=2Mn2+5O2↑+8H2O
(4)阳极H2O失去电子生成的产物含H+,H+浓度增大,所以阳极区溶液的pH减小;阴极O2得电子产生H2O2,电极反应式为:O2+2H+2e=H2O2;若不通空气,阴极上H+得电子,则阴极得到的产物是H2
(5)根据各物质含有的共价键可得:∆H=436kJ•mol‾1+498kJ•mol‾1—143kJ•mol‾1—2×463kJ•mol‾1=-135kJ•mol‾1
举一反三
已知图①~④的相关信息,下列相应叙述正确的是     ( )
 
A.图①表示向恒容密闭容器中充入X和Y发生反应:2X(g)+Y(g) 3Z(g) △H﹤0,W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
B.图②表示压强对可逆反应A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影响,乙的压强比甲的压强小
C.据图③,若要除去CuSO4溶液中的Fe3+,可加入NaOH溶液至PH在4左右
D.常温下,稀释0.1mol/LNa2CO3溶液,图④中的纵坐标可表示溶液中HCO3-的数目

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(14分)研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机,减少温室效应具有重要的意义。
(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
               ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1
               ③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-802kJ·mol-1
则CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=  kJ·mol-1
(2)在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

据图可知,P1、P2、 P3、P4由大到小的顺序  
‚在压强为P4、1100℃的条件下,该反应5min时达到平衡点X,则用CO表示该反应的速率为       。该温度下,反应的平衡常数为       。 
(3)CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g)来制取。
①在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,可认定平衡已达到的是       
A.体系压强不再变化B.H2与CO的物质的量之比为1 :1
C.混合气体的密度保持不变D.气体平均相对分子质量为15,且保持不变
② 在某密闭容器中同时投入四种物质,2min时达到平衡,测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、
2.2molH2(g)和一定量的C(s),如果此时对体系加压,平衡向    (填“正”或“逆”)反应方向移动,第5min时达到新的平衡,请在下图中画出2~5min内容器中气体平均相对分子质量的变化曲线。

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CO2是生活中常见的化合物之一,随着世界工业经济的发展、人口的剧增,全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题,人类对CO2的性质研究和综合利用日益重视。
Ⅰ.在催化剂作用下,可由甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯(DMC):CO2 + 2CH3OH → CO(OCH3)2 + H2O,但甲醇转化率通常不会超过1%,这是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下,通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。计算公式为:TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。
(1)根据反应温度对TON的影响图(相同时间内测定),判断该反应的焓变△H________0(填“>”、“=”或“<”),理由是____________________________________。

(2)根据反应时间对TON的影响图(上图),已知溶液总体积10mL,反应起始时甲醇0.25mol,催化剂0.6×10—5 mol,计算该温度下,4~7 h内DMC的平均反应速率:________。
(3)根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图(见上右图),判断下列说法正确的是   
A.由甲醇和CO2直接合成DMC,可以利用甲醇把影响环境的温室气体CO2 转化为资源,在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义
B. 在反应体系中添加合适的脱水剂,将提高该反应的TON
C. 当催化剂用量低于1.2×10—5 mol时,随着催化剂用量的增加,甲醇的平衡转化率显著提高
D. 当催化剂用量高于1.2×10—5 mol时,随着催化剂用量的增加DMC的产率反而急剧下降
Ⅱ.如果人体内的CO2不能顺利排除体外会造成酸中毒,缓冲溶液可以抵御外来少量酸或碱对溶液pH的影响,人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系(H2CO3/HCO3-)维持pH稳定。己知正常人体血液在正常体温时,H2CO3的一级电离常数Ka1=10-6.1,c(HCO3-):c(H2CO3)≈20:1,lg2=0.3。
(4)由题给数据可算得正常人体血液的pH________(保留一位小数)。
(5)正常人体血液中H2CO3、HCO3-、OH-、H+四种微粒浓度由大到小关系为:         
(6)当少量的酸、碱进入血液中时,血液pH变化不大,其原因是             
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工业上可以利用废气中的CO2为原料制取甲醇,其反应方程式为:CO2+3H2CH3OH+H2O。请回答下列问题:
(1)已知常温常压下下列反应的能量变化如下图所示:

1molCO(g)+1mol H2O(l)

 
1molCO(g)+2mol H2(g)
 
1molCH3OH(l)
 
1molCO2(g)+1mol H2(g)
 
写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式__               _。
该反应的△S­­­­­­­­­­­­­­____0(填“>”或“<”或“=”),在 ______情况下有利于该反应自发进行。
(2)如果上述反应方程式的平衡常数K值变大,则该反应__     (选填编号)。
A.一定向正反应方向移动   B.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
C.一定向逆反应方向移动    D.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,能说明反应已达到平衡状态的是       __     (选填编号)。
A.3v(H2)=v(CO2)        B.C(H2) = C(CO2)
C.容器内气体的密度不变    D.容器内压强不变
(4)若反应的容器容积为2.0L,反应时间4.0 min,容器内气体的密度增大了2.0g/L,在这段时间内CO2的平均反应速率为           。反应在t1时达到平衡,过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线右图所示。保持其他条件不变,t1时将容器体积压缩到1L,请画出t1后c(CO2)随时间t变化趋势曲线(t2达到新的平衡)。

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某温度下,对可逆反应2X(g) + Y(g) 3Z(g) + W(s)  ΔH>0 的叙述正确的是
A.加入少量W,逆反应速率增大,平衡向左移动
B.增大压强,正反应速率增大,逆反应速率减小
C.温度、体积不变,充入He气增大压强,反应速率会加快
D.升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小

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