关于H2O2 H2O O2的纠结的三个问题

Question

事情是这样子的
有一个同学提出了一个问题 为什么H2+O2=H2O 而不是生成H2O2
（为了阅读和输入方便我写的是未配平的方程式）

我给出了如下解释

H2+O2=H2O这是个氧化还原反应
O2是氧化剂 H2O是氧化产物兼还原产物
氧化还原反应里面氧化剂的氧化性要比氧化产物的氧化性要强，也就是强氧化剂制得弱氧化剂……①
而氧气的氧化性比H2O2的氧化性弱……②
∵①与②矛盾
∴不可能生成H2O2

氧化性强弱H2O2＞O2我是根据
H2O2=H2O+O2这条方程得出的

然后根据H2+O2=H2O得出
氧化性强弱O2＞H2O
综合起来就是H2O2＞O2＞H2O

但是我又想起了一条方程
H2O电解=H2+O2
根据它得出H2O＞O2
与前面的O2＞H2O矛盾

然后我谷歌了一下相关资料
有些说H2O2是强氧化剂
有些说它是弱氧化剂
现在产生了三个问题

第一 H2O2 H2O O2这三者的氧化性强弱关系究竟是怎样？我感觉我的推论有地方错了，但是不知道错在哪里。

第二 H2O2和H2O分解时它们既是氧化剂又是还原剂 难道它们同时有强氧化性和强还原性？这个好矛盾好纠结……

第三 也就是小学妹的问题。为什么H2+O2=H2O而不是H2O2
这个问题目前有的另一种解释是
O2是0价 H2O2中O是-1价
参考书说相邻价态最易转换
所以推测是先生成了H2O2
因为反应条件是燃烧嘛而且H2O2不稳定所以就分解成了H2O和O2
这种解释对吗？

鉴于这个东西我个人觉得比较复杂，所以给100分，多谢回答。

Answer 1

1、H2O2 H2O O2这三者的氧化性强弱关系究竟是怎样？
一般认为，H2O2 > O2，理由就是你分析的，H2O2的分解生成O2，而H2O的氧化性很弱
在比较氧化性强弱的时候要注意，只有自发进行的氧化还原反应，才能说是前>后
而电解是非常特殊的条件，正式因为不能自发，所以才需要通电强迫反应发生，所以电解的反应，氧化性的比较恰恰相反

2、H2O2和H2O分解时它们既是氧化剂又是还原剂 难道它们同时有强氧化性和强还原性？
是的
要注意，氧化性和还原性，本质上是看组成元素的化合价能否变化，
H2O2中的O元素是-1价，中间价，当然可升可降，所以既有氧化性也有还原性，即在其分解反应中既是氧化剂又是还原剂
而H2O中的H是+1价，可降低，O是-2价，可升高，所以也可以说是既有氧化性又有还原性
但是，有氧化性、还原性，不是有强氧化性，这个概念是完全不同的。
H2O的氧化性和还原性都是很弱的。

3、也就是小学妹的问题。为什么H2+O2=H2O而不是H2O2
你做的解释可以成立
也确实有人做了实验，让导气管上燃烧的H2的火焰燃烧的一块冰上，在下面用烧杯收集熔化下来的水，结果检测发现在水中含有H2O2，就说明确实可以生成
当然没这样的知识不属于基础知识，只能作为实验探究题来进行分析，一般还是认为H2在O2中燃烧生成的是H2O追问

如果你说我的第三个问题里面的假设是成立的，也就是说，H2+O2是有可能生成H2O2的
但是你在第一个问题里回答说 氧化性H2O2 >O2 弱的怎么可以制得强的呢……
这个矛盾喔 = =

追答

物质性质的强弱比较有的时候不是绝对的，还受到浓度、温度的影响
在高二，将会学到自发反应的判断，讲的就是这个，所以一个反应很可能在不同的温度条件下可以反向进行。
最简单的例子是
常温，CaO + CO2 = CaCO3
高温，CaCO3 = CaO + CO2

追问

好吧谢谢你的回答，可是我还有一个疑问，你说有人做了实验说明H2+O2是可以生产H2O2的……这个说法的来源可靠么……真的有人做过这个实验么……或者我应该自己动手做这个实验看看 T T

追答

这是一道实验探究题目，在高考复习中遇到，至于这个实验，你可以自己试一试，装置不算麻烦。
产生H2的装置，并通过导气管在尖嘴处点燃。
悬挂一块冰
将H2燃烧的火焰放在冰的下面，即使得火焰接近冰块，就可以看到冰块逐渐熔化。
在下面用烧杯收集熔化的液体。
然后就是检验其中是否存在H2O2
用稀KMnO4酸性溶液检验，若溶液的紫红色褪去，就说明存在H2O2

追问

我很膜拜你T T。分一定是你的了，但是我比较好奇所以想继续问多点，别介意哈。（因为你的解释比较容易懂。楼上几位说的。。。我还没学到电子对呢。。。）有一位高二同学就此问题给出的解释是：物质总在能量最低时最稳定。H2O2=H2O+O2是放热反应，根据能量守恒，E(H2O2)=E(O2)+E(H2O)+ΔE，很明显可以看出，相同情况下水的能量比过氧化氢低，所以比过氧化氢稳定。这个解释你觉得如何？多谢。

追答

可以这么说，所以，你自己当时的解释也是对的。
你也应该注意到实验探究中提到冰，所以也意味着若不是冰，则反应的温度过高，则H2O2就很容易分解，很不稳定，其产物就是H2O了。

Answer 2

1：H2O2 H2O O2这三者毫无疑问H2O的氧化性是最弱的，但H2O2与O2这两个的氧化性判断并不简单，与其所处的环境有关。在氧化还原反应中，这两个的氧化还原反应可以简写成两个半反应：H2O2+2e+2H==2H2O O2+4e+4H==2H2O 对应 H2O2\H2O O2\H2O称为电对，它们有相应的标准电极电势（可查表得到），而电极电势的大小则是根据标准电极电势与其相应的半反应中反应物的浓度计算出来的，具体的就不写了，无机化学的书上都有
2：H2O2分解是自发分解，它既有氧化性又有还原性，而H2O的分解则是非自发的，它的分解不是因为它自身的性质，而是在外加电流的情况下发生分解，这样说吧，只要一种液体能够导电，在通电情况下都能发生化学反应。
至于你说的第三点，简单的说就是常识，真要彻底的说清楚，我只能说，我也不知道

Answer 3

对，根据氧化还原反应的原理来回答

Answer 4

一、O2和H2O2的氧化性在酸性条件下比较。参照标准电极电势表：
氧气被还原成水的电对：O2 + 4H+ + 4e- === 4H2O(l) E=+1.229V
双氧水被还原成水的电对：H2O2 + 2H+ +2e- === 2H2O E=+1.776V

电对的电极电势越大 相对应的氧化型物质的氧化性越强
所以在标准条件下H2O2的理论氧化性比O2强
水就不用说了

二、H2O2在不同反应中表现出氧化性或还原性，参看：http://baike.baidu.com/view/123617.html?wtp=tt#3

H2O也是这样，要看具体情况，参看：http://baike.baidu.com/view/2630.htm#2

三、可能是O2中的O在燃烧条件下，体系的氧化还原作用强，O直接被还原到-2价（H2O），而不是-1价（H2O2）

参考资料：http://zhidao.baidu.com/question/165391892.html

Answer 5

电解比较特殊，像氯化钠在电解时生成了金属钠和氯气就不能用氧化还原的知识来解释了，在选修4中有一章关于电解的课程，电解是运用电流中的正负电荷与溶液中的阴阳离子吸引来达到的，我是这么理解的。H2O2是强氧化剂，但具有弱酸性，高中就不用管这个了，看为中性就好了。在高中内容中，相似的还有Na2O2。
1.O2>H2O2>H2O 过氧化氢分解就是它自身的氧化还原
2.恩...想过氧化氢自身分解就是既是氧化剂也是还原剂，不用纠结，呵呵，题里经常考这类的东西。
3.我个人觉得氧气是一种很强的氧化剂，除了氟气基本就是它了，作为一种强氧化剂就是喜欢的抢夺电子了。基本上你的第三个问题会很喜欢考你相对的探究，让你探究实验中间是否有过氧化氢生成，其它的题不会考的，会变成超纲题型了，呵呵。
希望对你能有所帮助