Question

【题目】已知：2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH=-akJ·mol-1(a＞0)

（1）KI溶液可作为H2O2分解反应的催化剂，催化过程按以下两步反应进行：

Ⅰ.H2O2(l)+I-(aq)=H2O(l)+IO-(aq) ΔH1=+bkJ·mol-1(b＞0)

Ⅱ.__ ΔH2=__kJ·mol-1（用含a和b的代数式表示）

①请将上述过程补充完整（提示：反应Ⅱ不是分解反应）。

②已知：相同条件下，反应Ⅰ的反应速率小于反应Ⅱ的反应速率。如图为未加催化剂时H2O2分解反应的能量-反应历程示意图，请在图中画出加入KI溶液后该反应的能量-反应历程示意图___。

（2）H2O2的水溶液呈弱酸性，其电离过程如下：H2O2H++HO2-；HO2-H++O22-

某温度下，其电离平衡常数K1=1.1×10-11，则质量分数为30%（物质的量浓度为10mol·L-1）的H2O2水溶液的pH≈__。（忽略H2O2的二级电离及水的电离）。

（3）为研究温度对H2O2分解速率的影响（不加催化剂），可将一定浓度和体积的H2O2置于密闭容器中，在某温度下，经过一定的时间t，测定生成O2的体积V。然后保持其它初始条件不变，改变温度，重复上述实验。获得V(O2)（转化成标况下的体积）～T关系曲线。下列趋势图可能符合实测V(O2)～T关系曲线的是__，原因是__。

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】H2O2(l)+IO-(aq)=H2O(l)+I-(aq)+O2(g) -(a+b) 5 C 因该反应是不可逆反应，不考虑温度对平衡移动的影响。温度升高反应速率加快，因而经过相同反应时间后测得的O2体积随温度升高而增大

【解析】

(1)①根据盖斯定律解答；

②KI作催化剂，改变反应途径，降低反应的活化能，但反应热不变，以此分析；

(2)根据双氧水的第一步电离以及电离平衡常数表达式计算氢离子浓度，进而计算pH值；

(3) 根据温度对反应速率的影响考虑。

(1)①已知总反应：2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)ΔH=-akJ·mol-1(a＞0)，反应Ⅰ：H2O2(l)+I-(aq)=H2O(l)+IO-(aq) ΔH1=+bkJ·mol-1(b＞0)，因H2O2分解反应中KI催化作用，则由盖斯定律可知，反应Ⅱ＝总反应-反应Ⅰ，故反应Ⅱ为：H2O2(l)+IO(aq)=H2O(l)+O2(g)+I(aq)△H2＝-(a+b)kJ/moL；

②过氧化氢分解生成氧气和水，KI作催化剂，改变反应途径，降低反应的活化能，但反应热不变，反应物的总能量和生成物的总能量不变，故H2O2溶液中加入KI后“反应过程-能量”示意图为；

(2) H2O2的水溶液呈弱酸性，第一步电离为：H2O2H++HO2-、其电离平衡常数K1==1.1×10-11，则c(H+)=≈1.0×10-5 mol·L-1，则pH≈5；

(3)因该反应是不可逆反应，不考虑温度对平衡移动的影响，温度升高反应速率加快，因而经过相同反应时间后测得的O2体积随温度升高而增大，故C图象符合。