作为一种绿色消毒剂,H2O2 在公共卫生事业中发挥了重要的作用。已知反应:H2O2(l)= H2O(1)+ O2(g) ΔH= -98 kJ·mol-1 K= 2.88×1020
回答问题:
(1) H2O2的强氧化性使其对大多数致病菌和病毒具有消杀功能。用3%医用H2O2对传染病房喷洒消毒时,地板上有气泡冒出,该气体是____________________。
(2)纯H2O2可作为民用驱雹火箭推进剂。在火箭喷口铂网催化下,H2O2剧烈分解:H2O2(l) = H2O(g)+O2(g),放出大量气体,驱动火箭升空。每消耗34g H2O2,理论上 __________(填“放出”或“吸收”)热量__________98kJ (填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)纯H2O2相对稳定,实验表明在54℃下恒温贮存2周,浓度仍能保持99%,原因是H2O2分解反应的_______________(填编号)。
a. ΔH比较小 b. K不够大 c.速率比较小 d.活化能比较大
(4)向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2+的溶液,即有气泡快速逸出,反应中Mn2+起_________作用。某组实验数据如下:
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
c(H2O2)/mol ·L-1 | 0.70 | 0.49 | 0.35 | 0.25 | 0.17 | 0.12 |
0-30 min H2O2反应的平均速率v=_____ mol ·L·min-1
(5) H2O2 的一种衍生物K2S2O8,阴离子结构式为( )。其中性溶液加热至沸后,溶液pH降低,用离子方程式表明原因:_______________。
O2(或氧气) 放出 小于 cd 催化剂 0.015mol·L-1·min-1 S2O+H2OHSO+H++SO
【分析】
根据过氧化氢分解的方程式分析产生的气体;根据过氧化氢的质量计算放出的热量;根据化学反应速率分析反应快慢的原因;根据一段时间内浓度的变化量计算化学反应速率;根据过硫酸根结构分析水解产物。
【详解】
(1)利用双氧水消毒的时候会有气泡放出,是由于双氧水分解生成的氢气的缘故,故放出的气体是氧气,故答案为:氧气;
(2)过氧化氢的分解反应为放热反应,根据题干,34g过氧化氢为1mol,1mol过氧化氢完全分解生成水蒸气和氧气,由于液态水变成水蒸气需要吸收一部分能量,故生成水蒸气时放出是热量小于生成液态水使放出的热量,故答案为:放出、小于;
(3)实验表明在54℃下恒温贮存2周,浓度仍能保持99%,说明在54℃下过氧化氢的分解速率较慢,产生较慢反应速率的原因是过氧化氢分解过程中的需要的能量较高,化学反应活化能较大,而54℃的温度所提供的能量较少,故反应速率较慢,故答案选择cd;
(4)向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2+的溶液,即有气泡快速逸出,说明Mn2+的加入加快双氧水的分解速率,但Mn2+本身没有发生任何变化,故Mn2+起到了催化剂的作用;起始时双氧水的浓度为0.7mol/L,30min时双氧水的浓度为0.25mol/L,其浓度变化量Δc=0.7mol/L -0.25mol/L =0.45mol/L,则这段时间内双氧水的反应速率v===0.015mol·L-1·min-1,故答案为:催化剂、0.015mol·L-1·min-1;
(5)过硫酸根在水中易发生水解生成过一硫酸氢根、硫酸根和氢离子,加热升高温度有助于加速水解,其溶液pH降低,故过硫酸根水解的方程式为S2O+H2OHSO+H++SO,故答案为:S2O+H2OHSO+H++SO。
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下表是某些化学键的键能,则生成2mol H2O时,放出的能量为( )
化学键 | H-H | O=O | H-O |
键能(kJ/mol) | 436 | 496 | 463 |
A.242kJ B.442 kJ C.484 kJ D.448kJ