Question

某些金屬及金屬氧化物對(duì)H₂O₂的分解反應(yīng)具有催化作用，請(qǐng)回答下列問題：

（1）已知：2H₂O₂(aq) =" 2" H₂O (l) + O₂(g) 的< 0, 則該反應(yīng)的逆反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？     （填“能”或“不能”），判斷依據(jù)是     。
（2）某同學(xué)選用Ag、Pt、Cu、TiO₂作為催化劑，在25℃ 時(shí)，保持其它實(shí)驗(yàn)條件相同，測得生成的O₂體積（V）。V與分解時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示（O₂的體積已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），則：在不同催化劑存在下，H₂O₂分解反應(yīng)的活化能大小順序是 E_a(  ) > E_a(  ) > E_a(  ) > E_a(  ) （括號(hào)內(nèi)填寫催化劑的化學(xué)式)金屬Pt 催化下，H₂O₂分解的反應(yīng)速率v(O₂) =     mol·s^-1
（3）為研究溫度對(duì)H₂O₂分解速率的影響（不加催化劑），可將一定濃度和體積的H₂O₂置于密閉容器中，在某溫度下，經(jīng)過一定的時(shí)間t，測定生成O₂的體積V。然后保持其它初始條件不變，改變溫度T，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。獲得V(O₂) ~ T關(guān)系曲線。下列趨勢圖最可能符合實(shí)測V(O₂) ~ T關(guān)系曲線的是     ，原因是     。

A．

B．

C．

D． （4）以Pt為電極電解H2O2也可產(chǎn)生氧氣，寫出H2O2水溶液電解過程中的電極反應(yīng)式（已知：H2O2的氧化性及還原性均比H2O強(qiáng)）：陰極；陽極 。

Answer 1

（1）不能    （1分）
逆反應(yīng)的> 0，，因此在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行  （2分）
（2）①E_a(TiO₂) > E_a(Cu) > E_a(Pt) > E_a(Ag)           （2分）
② 8.9×10^-7    （2分）
（3）C      （2分）
因該反應(yīng)是不可逆反應(yīng)，不考慮溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響。溫度升高反應(yīng)速率加快，因而經(jīng)過相同反應(yīng)時(shí)間后測得的O₂體積隨溫度升高而增大   （2分）
（4）H₂O₂ + 2H⁺ + 2e^- = 2H₂O        （2分，其它合理答案也給分）
H₂O₂ - 2e^- = O₂↑ + 2H⁺      （2分，其它合理答案也給分）

試題分析：
（1）該反應(yīng)的逆反應(yīng)是吸熱的反應(yīng)，并且還是熵減的方向，因此不能自發(fā)進(jìn)行；逆反應(yīng)的> 0，，因此在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行
（2）①從圖上可以看出，在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，二氧化鈦分解生成的氧氣的量少，銅、鉑、銀依次增多，因此有：E_a(TiO₂) > E_a(Cu) > E_a(Pt) > E_a(Ag)
② 反應(yīng)速率是間位時(shí)間內(nèi)濃度的變化量：8.9×10^-7
（3）這個(gè)反應(yīng)不是可逆反應(yīng)，這個(gè)很重要，不考慮溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響。溫度升高反應(yīng)速率加快，因而經(jīng)過相同反應(yīng)時(shí)間后測得的O₂體積隨溫度升高而增大。
（4）H₂O₂的氧化性及還原性均比H₂O強(qiáng)，因此在兩極得失電子都是雙氧水了：
陰極：H₂O₂ + 2H⁺ + 2e^- = 2H₂O
陽極：H₂O₂ - 2e^- = O₂↑ + 2H⁺