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【题目】中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如下图所示。

已知:几种物质中化学键的键能如下表所示。

化学键

H2OH—O

O2OO

H2H—H

H2O2O—O

H2O2O—H

键能kJ/mol

463

496

436

138

463

若反应过程中分解了2 mol水,则下列说法不正确的是

A. 总反应为2H2O2H2↑+O2

B. 过程I吸收了926 kJ能量

C. 过程II放出了574 kJ能量

D. 过程Ⅲ属于放热反应

【答案】D

【解析】

A.由图可知,总反应为水分解生成氢气和氧气,实现了光能向化学能的转化,反应的方程式为2H2O2H2↑+O2,故A正确;

B.过程I2molH2O分子变成2mol氢原子和2mol羟基的过程,吸收的能量=463 kJ×2=926 kJ,故B正确;

C.过程II2mol氢原子和2mol羟基生成1mol氢气和1mol过氧化氢,放出的能量=436 kJ +138kJ=574 kJ,故C正确;

D.过程Ⅲ为1mol过氧化氢变成1mol氧气和1mol氢气,断开1molH2O22molH—O键和1molO—O键,形成1molO2OO 键和1molH2H—H键,吸收的能量=463 kJ×2 +138 kJ =1064kJ,放出的能量=496 kJ +436 kJ =932 kJ,吸收的能量大于放出的能量,该过程为吸热反应,故D错误;

答案选D

练习册系列答案
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(实验过程)

用图所示装置进行如下表所示的实验,控制p-CP的初始浓度相同,其余实验条件见下表,设计如下对比实验,最终测量的是p-CP浓度的改变量。

(实验数据)

实验编号

H2O2溶液

Fe2+溶液

蒸馏水

pH

温度

c/(10-3mol·L-1)

V/mL

c/(10-3mol·L-1)

V/mL

V/mL

T/K

6.0

1.5

0.30

3.5

10

3

298

6.0

1.5

0.30

3.5

10

3

313

6.0

3.5

0.30

3.5

x

3

298

6.0

1.5

0.30

4.5

9

3

298

6.0

1.5

0.30

3.5

10

10

298

2实验测得p-CP的浓度随时间的变化

(分析与解释)

(1)实验③中,x=________

(2)实验①、⑤的目的是________

(3)实验①、②表明温度升高,降解反应速率增大。但温度过高是反而导致降解反应速率减少,从Fenton法所用试剂H2O2性质的角度分析原因_____(请用化学用语解答)

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(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________。该反应需要在加压下进行,原因是________

(3)已知:As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1

H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2

2As(s)+O2(g) =As2O5(s) ΔH3

则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_________

(4)298 K时,将20 mL 3x mol·L1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:AsO33(aq)+I2(aq)+2OH AsO43(aq)+2I(aq)+ H2O(l)。溶液中c(AsO43)与反应时间(t)的关系如图所示。

①下列可判断反应达到平衡的是__________(填标号)。

a.溶液的pH不再变化

b.v(I)=2v(AsO33)

c. c (AsO43)/c (AsO33)不再变化

d. c(I)=y mol·L1

tm时,v_____ v(填“大于”“小于”或“等于”)。

tmv_____ tnv(填“大于”“小于”或“等于”),理由是_____________

④若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K___________

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