Question

【題目】Ⅰ.某實驗小組對H2O2的分解做了如下探究，將質量相同的粉末狀和塊狀的MnO2分別加入盛有15 mL5%的H2O2溶液的大試管中，并用帶火星的木條測試，下表是該實驗小組研究影響H2O2分解速率的因素時記錄的一組數據。

MnO2	觸摸試管情況	觀察結果	反應完成所需的時間
粉末狀	很燙	劇烈反應，帶火星的木條復燃	3.5 min
塊狀	微熱	反應較慢，火星紅亮但木條未復燃	30 min

(1)寫出大試管中發生反應的化學方程式：______。該反應是______(填“放熱”或“吸熱”)反應。

(2)實驗結果表明，催化劑的催化效果與____有關。

(3)某同學在10 mLH2O2溶液中加入一定量的MnO2，放出氣體的體積(標準狀況)與反應時間的關系如下圖所示，則A、B、C三點所表示的反應速率最慢的是____。

Ⅱ.某反應在體積為5 L的恒容密閉容器中進行，在0～3分鐘內各物質的量的變化情況如下圖所示(A，B，C均為氣體)。

(4)該反應的化學方程式為____。

(5)反應開始至2分鐘時，B的平均反應速率為_____，A的轉化率為______。

Answer 1

【答案】2H2O22H2O +O2↑ 放熱 催化劑接觸面積的大小 C 2A+B2C 0.1 mol/(L·min) 40%

【解析】

Ⅰ．(1)二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑，由帶火星木條復燃，可知產物，由此可寫出方程式，反應發生后溶液溫度升高，說明反應為放熱反應；

(2)由實驗現象可知催化劑作用大小的影響因素；

(3)A、B、C三點的斜率代表反應速率，斜率越大，反應速率越大；

Ⅱ．(4)從物質的物質的量的變化趨勢判斷反應物和生成物，根據物質的物質的量變化值等于化學計量數之比書寫化學方程；

(5)化學反應速率是單位時間內濃度的變化，據此可求得反應速率；利用轉化率等于轉化量與起始量的比值計算物質的平衡轉化率。

I.(1)上述實驗中發生反應的化學方程式為：2H2O2 2H2O +O2↑，反應發生后物質溫度升高，說明H2O2的分解反應為放熱反應；

(2)反應時間少，則反應速率快，實驗結果表明，催化劑的催化效果與催化劑的表面積有關；

(3)由圖可知，曲線斜率變小，反應速率減小，則A、B、C三點所表示的反應速率最慢的是C；

Ⅱ．(4)由圖象可知：A、B的物質的量逐漸減小，則A、B為反應物，C的物質的量逐漸增多，則C為生成物，當反應到達2 min時，△n(A)=2 mol，△n(B)=1 mol，△n(C)=2 mol，在化學反應中，各物質的物質的量的變化值與化學計量數呈正比，則△n(A)：△n(B)：△n(C)=2：1：2，2 min后外界條件不變，三種物質都存在，且各種物質的物質的量都不發生變化，說明該反應為可逆反應，故反應的化學方程式為：2A+B2C；

(5)由圖象可以看出，反應開始至2分鐘時，△n(B)=1 mol，B的平均反應速率v(B)==0.1 mol/(L·min)；2 min內A改變的物質的量為△n(A)=2 mol，反應開始時A物質的量是5 mol，所以A的反應轉化率為×100%=40%。