Question

过氧化氢是重要的化工产品，广泛应用于化学合成、医疗消毒等领域。

(1)过氧化氢的电子式为_____________。

(2)工业上电解硫酸氢盐溶液得到过二硫酸盐()，过二硫酸盐水解生成H₂O₂溶液和硫酸氢盐，生成的硫酸氢盐可以循环使用。电解硫酸氢盐溶液时阳极的电极反应式为_______。写出过二硫酸盐水解的离子方程式________。

(3)298K时，实验测得反应在不同浓度时的化学反应速率如表：

实验编号	1	2	3	4
c(HI) /mol﹒L^-1	0.100	0.200	0.300	00.100	0.100
c(H2O2)/mol﹒L^-1	0.100	0.100	0.100	0.200	0.300
v//mol﹒L^-1﹒s^-1	0.007 60	0.015 3	0.022 7	0.015 1	0.022 8

已知速率方程为，其中k为速率常数。

根据表中数据判断：a=_______，b=________。

(4)“大象的牙膏”实验是将浓缩的过氧化氢与肥皂液混合，再滴加少量碘化钾溶液，即可观察到泡沫状物质像喷泉一样喷涌而出。反应中H₂O₂的分解机理为：

      慢

  快

此反应过程中无催化剂和有催化剂的能量变化关系图像如图所示：

则表示慢反应的曲线是__________(填“a”或“b”)。

1mol H₂O₂分解放出热量98 kJ，则H₂O₂分解的热化学方程式为_________________。

(5)某科研团队研究体系(其中)氧化苯乙烯制取苯甲醛，反应的副产物主要为苯甲酸和环氧苯乙烷。一定条件下，测得一定时间内温度对氧化反应的影响如图：

注：■苯乙烯转化率    ●苯甲醛选择性

①80℃时苯乙烯的转化率有所降低，其原因可能是_______。

②结合苯乙烯的转化率，要获得较高的苯甲醛产率，应该选择的温度为_______。

Answer

2HSO-2e-=S2O+2H+或2SO-2e-=S2O S2O+2H2O=2HSO+H2O2或S2O+2H2O =2H++SO+H2O2 1 1 a 2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) △H=-196kJ·mol-1 高温促进了过氧化氢和过氧乙酸分解 70℃

【解析】

(1)过氧化氢为共价化合物，每个氧原子与另一个氧原子共用一对电子，与一个氢原子共用一对电子，所以电子式为；

(2)电解池中阳极发生氧化反应，根据题意可知电解时硫酸根(硫酸氢根)被氧化成S2O，所以阳极反应式为2HSO-2e-=S2O+2H+或2SO-2e-=S2O；过二硫酸盐水解生成玒H2O2溶液和硫酸氢盐，所以水解离子方程式为S2O+2H2O=2HSO+H2O2或S2O+2H2O =2H++SO+H2O2；

(3)根据表格数据得：0.0076=k×0.100a×0.100b，0.0153=k×0.100a×0.200b，0.0151=k×0.200a×0.100b，联立可得2a=1，2b=1，所以a=1，b=1；

(4)反应的活化能越大反应速率越慢，据图可知a曲线所示的反应活化能较大，所以曲线a代表的是慢反应；

1mol H2O2分解放出热量98 kJ，则2molH2O2分解生成2mol液态水和1mol氧气放出的热量为196kJ，热化学方程式为：2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H=-196kJ·mol-1；

(5)①高温促进了过氧化氢和过氧乙酸分解，导致苯乙烯的转化率有所降低；

②据图可知60℃以上时苯乙烯的转化率接近100%，而温度高于60℃时，70℃时苯甲醛的选择性最大，所以反应温度应选70℃。