Question

12．向50mLH₂O₂水溶液中加入2g二氧化錳粉末，放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積與時間的關(guān)系如圖1所示：

（1）寫出本實驗H₂O₂分解反應(yīng)方程式并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目： 
為了加快過氧化氫分解的速率，還可以用某些無機(jī)試劑代替二氧化錳作為催化劑，試寫出兩種催化劑的名稱氯化鐵、硫酸銅．
（2）圖中A、B、C各點所表示的反應(yīng)速率由小到大的順序為C＜B＜A，產(chǎn)生這種變化的原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，因此反應(yīng)速率逐漸減小．
（3）起始時，H₂O₂水溶液的物質(zhì)的量濃度為0.1mol•L^-1；5分鐘內(nèi)，用H₂O₂表示H₂O₂分解的反應(yīng)速率為0.02mol/（L•min）．
（4）如圖2是H₂O₂在沒有催化劑的情況下的反應(yīng)進(jìn)程與能量變化圖．
?請在圖中畫出使用催化劑時的反應(yīng)進(jìn)程與能量變化圖．
?圖中A表示反應(yīng)物的總能量，C表示生成物的總能量，E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H有無影響？無．
?圖3中，a曲線是二氧化錳存在時過氧化氫分解的曲線（填“a”或“b”）．

Answer 1

分析 （1）雙氧水在催化劑的作用下分解產(chǎn)生水和氧氣；氯化鐵和硫酸銅對雙氧水的催化效果明顯；
（2）根據(jù)斜率大小得出三點速率的大小，根據(jù)濃度對反應(yīng)速率的影響分析；
（3）由圖可知，生成氧氣為56mL，n（O₂）=$\frac{0.056L}{22.4L•mo{l}^{-1}}$=0.0025mol，則n（H₂O₂）=0.0025mol×2=0.005mol，結(jié)合c=$\frac{n}{V}$計算；5分鐘的速率由v=$\frac{△c}{△t}$計算；
（4）雙氧水的分解是一個放熱反應(yīng)，A表示反應(yīng)物具有的總能量高，C表示生成物具有的總能量低，催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，但是不影響反應(yīng)物和生成物的總能量，不影響反應(yīng)熱△H，如圖虛線所示是有催化劑時的曲線（虛線代表使用催化劑，起、終點重合），催化劑只加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡所需的時間，不影響氫氣的總量，曲線a為有催化劑的曲線．

解答 解：（1）雙氧水在催化劑的作用下分解產(chǎn)生水和氧氣，用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移為：；雙氧水分解反應(yīng)中還可以用氯化鐵或者硫酸銅代替二氧化錳做催化劑加快反應(yīng)速率，
故答案為：；氯化鐵；硫酸銅；
（2）曲線表示斜率越大，反應(yīng)速率越快，A、B、C各點所表示的反應(yīng)速率由小到大的順序為C＜B＜A，這是由于隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，因此反應(yīng)速率逐漸減小，
故答案為：C＜B＜A；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，因此反應(yīng)速率逐漸減��；
（3）根據(jù)圖象可知H₂O₂完全分解后生成氧氣的物質(zhì)的量是n（O₂）=$\frac{0.056L}{22.4L•mo{l}^{-1}}$=0.0025mol，則根據(jù)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑可知雙氧水的物質(zhì)的量是0.005mol，所以該H₂O₂水溶液的物質(zhì)的量濃度為0.005mol÷0.05L=0.1mol•L^-1，反應(yīng)速率為v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.1mol•{L}^{-1}}{5min}$=0.02mol/（L•min），
故答案為：0.1mol•L^-1；0.02mol/（L•min）；
（4）雙氧水的分解是一個放熱反應(yīng)，A表示反應(yīng)物具有的總能量高，C表示生成物具有的總能量低，催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，但是不影響反應(yīng)物和生成物的總能量，不影響反應(yīng)熱△H，如圖虛線所示是有催化劑時的曲線（虛線代表使用催化劑，起、終點重合）
催化劑只加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡所需的時間，不影響氫氣的總量，曲線a為有催化劑的曲線，
故答案為：；反應(yīng)物的總能量；生成物的總能量；無；a．

點評 考查過氧化氫分解實驗的有關(guān)判斷和計算、電子轉(zhuǎn)移的表示方法、化學(xué)反應(yīng)與能量的知識，注意圖象中斜率與反應(yīng)速率的關(guān)系，注重基礎(chǔ)知識的考查，題目難度不大．