某些金属及金属氧化物对H2O2的分解反应具有催化作用，请回答下列问题：（1）已知：2H2O2（aq）=2H2O（l）+O2（g）的△H＜0，则该反应的逆反应能否自发进行？（填“能”或“不能”），

Question

某些金属及金属氧化物对H₂O₂的分解反应具有催化作用，请回答下列问题：
（1）已知：2H₂O₂（aq）=2H₂O（l）+O₂（g）的△H＜0，则该反应的逆反应能否自发进行？______（填“能”或“不能”），判断依据是______．
（2）某同学选用Ag、Pt、Cu、TiO₂作为催化剂，在25℃时，保持其它实验条件相同，测得生成的O₂体积（V）．V与分解时间（t）的关系如图所示
（O₂的体积已折算成标准状况），则：
①在不同催化剂存在下，H₂O₂分解反应的活化能大小顺序是 E_a______＞E_a______＞E_a______＞E_a______（括号内填写催化剂的化学式）．
②金属Pt催化下，H₂O₂分解的反应速率v（O₂）=______mol•s^-1．
（3）为研究温度对H₂O₂分解速率的影响（不加催化剂），可将一定浓度和体积的H₂O₂置于密闭容器中，在某温度下，经过一定的时间t，测定生成O₂的体积V．然后保持其它初始条件不变，改变温度T，重复上述实验．获得V（O₂）～T关系曲线．下列趋势图最可能符合实测V（O₂）～T关系曲线的是______，原因是______．

（4）以Pt为电极电解H₂O₂也可产生氧气，写出H₂O₂水溶液电解过程中的电极反应式（已知：H₂O₂的氧化性及还原性均比H₂O强）：阴极______；阳极______．

Answer 1

（1）2H₂O₂（aq）=2H₂O（l）+O₂（g）的△H＜0，△S＞0，则一定能自发进行，而逆反应的△H＞0，△S＜0，则一定不能自发进行；
故答案为：不能； 逆反应的△H＞0，△S＜0，因此在任何温度下都不能自发进行；
（2）①从图示看出，反应速率由快到慢的顺序为：Ag、Pt、Cu、TiO₂，活化能越小，反应越容易进行，反应速率越快，故活化能由大到小顺序为：E_a（TiO₂）＞E_a（Cu）＞E_a（Pt）＞E_a（Ag）；
故答案为：E_a（TiO₂）＞E_a（Cu）＞E_a（Pt）＞E_a（Ag）；
②从图象可看出，400s时，Pt催化分解生成氧气8mL，物质的量为：(0.008L)/(22.4L/mol)=3.57×10^-4mol，则1s分解氧气：(3.57×10−4mol)/(400s)=8.9×10^-7mol/s；
故答案为：8.9×10^-7；
（3）因该反应是不可逆反应，不考虑温度对平衡移动的影响．温度升高反应速率加快，因而经过相同反应时间后测得的O₂体积随温度升高而增大，故C图象符合；
故答案为：C；因该反应是不可逆反应，不考虑温度对平衡移动的影响．温度升高反应速率加快，因而经过相同反应时间后测得的O₂体积随温度升高而增大；
（4）电解总反应式为：2H₂O₂(电解.)/()2H₂O+O₂↑，分析化合价变化，可知阳极过氧化氢失电子生成氧气，反应式为：H₂O₂-2e^-=O₂↑+2H⁺，阴极过氧化氢得电子生成水，反应式为：H₂O₂+2H⁺+2e^-=2H₂O，
故答案为：H₂O₂+2H⁺+2e^-=2H₂O； H₂O₂-2e^-=O₂↑+2H⁺．