Question

2．2013年10月我市因臺風菲特遭受到重大損失，市疾控中心緊急采購消毒藥品，以滿足災后需要．復方過氧化氫消毒劑具有高效、環保、無刺激無殘留，其主要成分H₂O₂是一種無色粘稠液體，請回答下列問題：
（1）下列方程中H₂O₂所體現的性質與其可以作為消毒劑完全一致的是D．
A．BaO₂+2HCl冰═H₂O₂+BaCl₂
B．Ag₂O+H₂O₂═2Ag+O₂+H₂O
C．2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
D．H₂O₂+NaCrO₂+NaOH═Na₂CrO₄+H₂O
（2）火箭發射常以液態肼（N₂H₄）為燃料，液態H₂O₂為助燃劑．已知：
N₂H₄（1）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ•mol^-1
H₂O₂（1）═H₂O（1）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=-98.64kJ•mol^-1
H₂O（1）═H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-l
則反應N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）的△H=-643.28KJ/mol，
該反應的△S=＞0（填“＞”或“＜”）．
（3）．將等物質的量的A、B混合放于2L的密閉容器中，發生反應3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）．經5min后達到平衡，平衡時測得D的濃度為0.5mol•L^-1，c（A）：c（B）=3：5，v（C）=0.1mol•L^-1•min^-1．
則：（1）x=2．
（2）前5min內B的反應速率v（B）=0.05mol/（L•min）．
（3）平衡時A的轉化率為50%．

Answer 1

分析 （1）過氧化氫做消毒劑是利用過氧化氫的氧化性，據此分析選項中元素化合價變化判斷；
（2）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算所需讓化學方程式，分析計算得到熱化學方程式分析熵變；
（3）先設A、B的物質的量為nmol；根據D的濃度計算D的物質的量，根據D的物質的量計算反應的A、B的物質的量，根據5min時，A、B濃度之比求出A、B開始時的物質的量，用開始時的物質的量減反應的物質的量即為5min末的物質的量，再根據物質的量濃度公式計算濃度；反應速率之比即為計量數之比；根據C的反應速率求A的反應速率．根據A的轉化濃度計算A的轉化率．

解答 解：（1）H₂O₂所體現的性質與其可以作為消毒劑完全一致的是，過氧化氫表現氧化性分析；
A．BaO₂+2HCl$\frac{\underline{\;冰\;}}{\;}$H₂O₂+BaCl₂，過氧化氫是反應生成物，故A錯誤；
 B．Ag₂O+H₂O₂═2Ag+O₂+H₂O，過氧化氫從-1價變化為0價，做還原劑，故B錯誤；
C．2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，過氧化氫自身氧化還原反應，故C錯誤；      
 D． H₂O₂+NaCrO₂+NaOH═Na₂CrO₄+H₂O，反應中過氧化氫氧元素化合價從-1價變化為-2價，反應中做氧化劑，故D正確；
故答案為：D；
（2）①N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ•mol^-1
②H₂O₂（l）=H₂O（l）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=-98.64kJ•mol^-1
③H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-l
依據蓋斯定律計算①+②×2+③×2得到，反應的熱化學方程式：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-643.28KJ/mol；反應前后氣體體積增大，所以△S＞0；
故答案為：-643.28KJ/mol；＞；
（3）D的濃度為0.5mol/L，所以D的物質的量為1mol．
      設A、B的物質的量為nmol，
           3A（g）+B（g）=xC（g）+2D（g），
開始    n mol     n mol        0          0 
反應    1.5mol  0.5mol                 1mol 
5min  （n-1.5）mol  （ n-0.5）mol     1mol
同一容器中，c（A）：c（B）=n（A）：n（B）=$\frac{n-1.5}{n-0.5}$=$\frac{3}{5}$；n=3mol；
（1）D的濃度為0.5mol/L，反應時間為5min，D的反應速率為$\frac{0.5mol/L}{5min}$=0.1mol/（L•min），C的反應速率是0.1mol/（L•min），根據同一反應中，各物質的反應速率之比等于計量數之比，所以x=2，故答案為：2；
（2）C的反應速率是0.1mol/（L•min），根據同一反應中，各物質的反應速率之比等于計量數之比，所以B的反應速率是0.5×0.1mol/（L•min）=0.05mol/（L•min），
故答案為：0.05mol/（L•min）；
（3）A的轉化率為：$\frac{1.5mol}{3mol}$×100%=50%，故答案為：50%．

點評 本題考查較綜合，為高考常見題型，側重考查學生的分析、計算能力，涉及氧化還原反應、化學反應速率與化學計量數的關系，根據反應物的物質的量關系運用三段式法計算平衡時的物質的量是解答該題的關鍵，注意同一反應中反應速率之比等于化學計量數之比．