Question

2．氫、氧兩種元素組成的常見物質(zhì)有H₂O和H₂O₂，二者在一定條件下均可分解．
（1）已知：

化學(xué)鍵	斷開1mol化學(xué)鍵所需的能量（kJ）
H-H	436
O-H	463
O=O	498

①H₂O的電子式是．
②H₂O（g）分解的熱化學(xué)方程式是2H₂O（g）=2H₂（g）+O₂（g）△H=+482KJ/mol．
③11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的H₂完全燃燒，生成氣態(tài)水，放出120.5kJ的熱量．
（2）某同學(xué)以H₂O₂分解為例，探究濃度與溶液酸堿性對(duì)反應(yīng)速率的影響．常溫下，按照如表所示的方案完成實(shí)驗(yàn)．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	反應(yīng)物		催化劑
a	50mL 5% H2O2溶液		1mL 0.1mol•L-1 FeCl3溶液
b	50mL 5% H2O2溶液	少量濃鹽酸	1mL 0.1mol•L-1 FeCl3溶液
c	50mL 5% H2O2溶液	少量濃NaOH溶液	1mL 0.1mol•L-1 FeCl3溶液
d	50mL 5% H2O2溶液		MnO2

①測得實(shí)驗(yàn)a、b、c中生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖1所示．由該圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是
其他條件不變時(shí)，在堿性環(huán)境下加快H₂O₂的分解速率，酸性環(huán)境下減緩H₂O₂的分解速率．
②測得實(shí)驗(yàn)d在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2所示．解釋反應(yīng)速率變化的原因
隨著反應(yīng)的進(jìn)行，H₂O₂的濃度逐漸減小，H₂O₂的分解速率逐漸減慢；計(jì)算H₂O₂的初始物質(zhì)的量濃度為0.11 mol•L^-1 （保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）①水為共價(jià)化合物，水中O原子核外為8個(gè)電子；
②水分解生成氧氣和氫氣，根據(jù)共價(jià)鍵斷裂吸收能量，形成化學(xué)鍵放出能力，結(jié)合方程式計(jì)算反應(yīng)熱；
③11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的H₂為0.5mol，可生成0.5mol水，以此解答；
（2）①溶液的酸堿性不同，反應(yīng)的速率不同；
②由圖象可知，曲線斜率逐漸減小，說明反應(yīng)速率逐漸減小，結(jié)合濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響解答該題；根據(jù)方程式計(jì)算過氧化氫濃度．

解答 解：（1）①H₂O是共價(jià)化合物，是由原子和氫原子形成共價(jià)鍵，電子式為，
故答案為：；
②水分解生成氧氣和氫氣，方程式為2H₂O=2H₂+O₂，可知2molH₂O（g）分解，生成2mol氫氣和1mol氧氣，則斷裂4molO-H，形成1molO=O鍵、2mol H-H鍵，
所以吸收的熱量為4mol×463kJ/mol=1852kJ，
放出的熱量為498kJ+2×436kJ=1370kJ，
所以吸收的熱量為1852kJ-1370kJ=482kJ，
所以熱化學(xué)方程式為2H₂O（g）=2H₂（g）+O₂（g）△H=+482KJ/mol，
故答案為：2H₂O（g）=2H₂（g）+O₂（g）△H=+482KJ/mol；
③11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的H₂為0.5mol，可生成0.5mol水，生成氣態(tài)水放出的熱量為0.5mol×$\frac{1}{2}$×482KJ=120.5kJ，
故答案為：120.5；
（2）①abc溶液的酸堿性不同，反應(yīng)的速率不同，由圖象可知在堿性條件下反應(yīng)速率最大，在酸性條件下反應(yīng)速率最小，可以得出的結(jié)論是其它條件不變，堿性環(huán)境能加快H₂O₂的分解速率，酸性環(huán)境能減緩H₂O₂的分解速率，
故答案為：其他條件不變時(shí)，在堿性環(huán)境下加快H₂O₂的分解速率，酸性環(huán)境下減緩H₂O₂的分解速率；
②由圖象可知，曲線斜率逐漸減小，說明反應(yīng)速率逐漸減小，原因是反應(yīng)物的濃度逐漸減小的原因，
由反應(yīng)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，該反應(yīng)為不可逆反應(yīng)，在5min后，收集到的氣體體積不再增加，說明過氧化氫完全分解，
由圖象可知，生成氧氣的體積為60mL，
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
2mol           22.4L
n（H₂O₂）      0.06L
n（H₂O₂）=$\frac{2mol×0.06L}{22.4L}$=0.00536mol，所以c（H₂O₂）=$\frac{0.00536mol}{0.05L}$=0.11 mol•L^-1，
故答案為：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，H₂O₂的濃度逐漸減小，H₂O₂的分解速率逐漸減慢；0.11 mol•L^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及化學(xué)反應(yīng)與能量變化，熱化學(xué)方程式的書寫、反應(yīng)熱的計(jì)算，化學(xué)反應(yīng)速率的探究等知識(shí)，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的積累，難度中等．