Question

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       。
A．BaO₂+2HClH₂O₂+BaCl₂
B．Ag₂O+H₂O₂ =2Ag+O₂+H₂O   
C．2H₂O₂2H₂O+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=" -" 534 kJ·mol^－1   
H₂O₂（1）=H₂O（1）+1/2O₂(g) △H=" -" 98.64 kJ·mol^－1
H₂O（1）=H₂O(g) △H=+44kJ·mol^－l
則反應N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂(g)+4H₂O(g)的△H=          ，
該反應的△S=       0(填“＞”或“<”)。
（3）H₂O₂是一種不穩定易分解的物質。
①如圖是H₂O₂在沒有催化劑時反應進程與能量變化圖，請在圖上畫出使用催化劑加快分解速率時能量與進程圖

②實驗證實，往Na₂CO₃溶液中加入H₂O₂也會有氣泡產生。已知常溫時H₂CO₃的電離常數分別為Ka_l=4.3×l0^－7，Ka₂ =" 5.0" ×l0^－11 。Na₂CO₃溶液中CO₃^2－第一步水解常數表達式K_hl=     ，常溫時K_hl的值為           。若在Na₂CO₃溶液中同時加入少量Na₂CO₃固體與適當升高溶液溫度，則K_hl的值
          (填變大、變小、不變或不確定)。
（4）某文獻報導了不同金屬離子及其濃度對雙氧水氧化降解海藻酸鈉溶液反應速率的影響，實驗結果如圖1、圖2所示。

注：以上實驗均在溫度為20℃、w(H₂O₂)=0．25%、pH=7．12、海藻酸鈉溶液濃度為8mg·L^-l的條件下進行。圖1中曲線a：H₂O₂；b：H₂O₂+Cu²⁺；c：H₂O₂+Fe²⁺；d：H₂O₂+Zn²⁺；e：H₂O₂+Mn²⁺；圖2中曲線f：反應時間為1h；g：反應時間為2h；兩圖中的縱坐標代表海藻酸鈉溶液的粘度(海藻酸鈉濃度與溶液粘度正相關)。
由上述信息可知，下列敘述錯誤的是                 (填序號)。
A．錳離子能使該降解反應速率減緩
B．亞鐵離子對該降解反應的催化效率比銅離子低      
C．海藻酸鈉溶液粘度的變化快慢可反映出其降解反應速率的快慢     
D．一定條件下，銅離子濃度一定時，反應時間越長，海藻酸鈉溶液濃度越小

Answer 1

(14分)(1)D (2分)；(2)△H=-643. 28kJ·mol^-1 (2分，沒有負號不得分，沒有單位給1分) △S=＞0。
(3)① (2分)(虛線代表使用催化劑，起、終點重合)
②K_hl= (2分)  2.0×10^-4
(4)B(2分)

試題分析：（1）H₂O₂作為消毒劑所體現的性質是氧化性，即氧元素的化合價降低，只有D方程式滿足。
（2）根據蓋斯定律，將反應①+2×反應②+4×反應③，即得到反應N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂(g)+4H₂O(g)，其△H= -643.28kJ·mol^-1，該反應是氣體增加的反應，其△S=＞0。
（3）①畫圖時，使用催化劑時反應物和生成物的總能量都不變，但活化能降低。②Na₂CO₃的水解反應，CO₃^2-第一步水解常數表達式K_hl=，將代數式分子和分母同時乘以c(H⁺)，K_hl==2.0×10^-4。升高溶液溫度，水解程度也就增大，K_hl的值也就增大。
（4）b：H₂O₂+Cu²⁺和c：H₂O₂+Fe²⁺結合圖可知b在c的上方，亞鐵離子對該降解反應的催化效率比銅離子高，B說法不正確。