Question

8．Ⅰ．某實驗小組對H₂O₂的分解做了如下探究．下表是該實驗小組研究H₂O₂分解速率的因素時記錄的一組數據，將質量相同但狀態不同的MnO₂分別加入盛有15mL 5%的H₂O₂溶液的大試管中，并用帶火星的木條測試，結果如下：

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	3.5min
塊狀	微熱	反應較慢，火星紅亮但木條未復燃	30min

（1）寫出上述實驗中發生反應的化學方程式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，該反應是放熱反應（填放熱或吸熱）．
（2）實驗結果表明，催化劑的催化效果與接觸面積　有關．
Ⅱ．一定溫度下，在容積為VL的密閉容器中進行反應：aN（g）?bM（g），M、N的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示：
（1）此反應的化學方程式中$\frac{a}{b}$=$\frac{2}{1}$
（2）t₁到t₂時刻，以M的濃度變化表示的平均反應速率為：$\frac{1}{（{t}_{2}-{t}_{1}）V}$mol•L^-1•min^-1
（3）平衡時，N的轉化率為75%．
（4）下列敘述中能說明上述反應達到平衡狀態的是CE
A．反應中M與N的物質的量之比為1：1
B．混合氣體的總質量不隨時間的變化而變化
C．混合氣體的總物質的量不隨時間的變化而變化
D．單位時間內每消耗amolN，同時生成bmolM
E．混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化．

Answer 1

分析 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；由實驗現象可知，反應放熱還是吸熱；
（2）由實驗現象可知催化劑作用大小的影響因素．
Ⅱ、（1）化學方程式的系數之比等于各物質的物質的量的變化量之比；
（2）根據v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計算v（M）；
（3）由圖可知，N為反應物，N的起始物質的量為8mol，平衡時參加反應的N的物質的量為8mol-2mol=6mol，在結合轉化率定義計算；
（4）當反應達到平衡狀態時，正、逆反應速率相等（同種物質），各物質的濃度、含量不再改變，以及由此衍生的一些物理量也不變，以此進行判斷．

解答 解：Ⅰ、（1）H₂O₂在二氧化錳作用下發生反應的化學反應方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，根據觸摸試管的感覺可知，該反應為放熱反應；
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑； 放熱；
（2）因在其他條件相同時，粉末狀二氧化錳比塊狀二氧化錳反應所需時間短，說明接觸面積對反應速率有影響，
故答案為：接觸面積；
Ⅱ、（1）參加反應的N的物質的量為8mol-2mol=6mol，生成的M的物質的量是5mol-2mol=3mol，所以此反應的化學方程式中$\frac{a}{b}$=$\frac{2}{1}$，故答案為：$\frac{2}{1}$；
（2）由圖可知，t₁到t₂時刻M的物質的量變化為4mol-3mol=1mol，v=$\frac{\frac{（4-3）mol}{VL}}{（{t}_{2}-{t}_{1}）min}$═$\frac{1}{（{t}_{2}-{t}_{1}）V}$mol•L^-1•min^-1，故答案為：$\frac{1}{（{t}_{2}-{t}_{1}）V}$mol•L^-1•min^-1；
（3）由圖可知，N為反應物，N的起始物質的量為8mol，平衡時參加反應的N的物質的量為8mol-2mol=6mol，故N的轉化率為$\frac{6mol}{8mol}$×100%=75%，故答案為：75%；
（4）A．平衡時反應混合物各組分的物質的量不變，但各組分的物質的量不一定相等，故A錯誤；
B．混合氣體的總質量始終不變，混合氣體總質量不變不能說明到達平衡，故B錯誤；
C．由于a≠b，隨反應進行混合氣體總物質的量發生變化，混合氣體的總物質的量不隨時間的變化而變化，說明到達平衡，故C正確；
D．單位時間內消耗amolN，同時生成bmolM，都表示正反應速率，反應始終按此關系進行，不能說明到達平衡，故D錯誤；
E．由于a≠b，隨反應進行混合氣體總物質的量發生變化，混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化，說明混合氣體總的物質的量再不變，說明反應到達平衡，故E正確；
故答案為：CE．

點評 本題考查化學反應速率計算、化學平衡計算、化學平衡狀態判斷，題目難度中等，注意把握由圖象判斷化學方程式的方法以及反應現象與結論的推斷．