Question

1．加入0.1mol的MnO₂粉末于50mL過氧化氫的溶液中（密度為 1.1g•mL^-1），在標準狀況下放出氣體的體積和時間的關系如圖所 示，回答下列問題：
（1）A、B、C、D四點化學反應速率由快到慢的順序為D＞C＞B＞A．
（2）該反應速率變化的原因是隨著反應的進行，過氧化氫溶液的濃度逐漸減小，反應速率也隨著減小．
（3）過氧化氫的初始物質的量濃度為0.107mol•L^-1．（保留三位有效數字）
（4）反應進行到2分鐘時過氧化氫的質量分數為0.083%．（保留三位有效數字）

Answer 1

分析 反應方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，該反應為不可逆反應，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，根據圖象可知生成的氧氣的體積，根據方程式計算過氧化氫濃度，以此解答該題．

解答 解：（1）反應物濃度大小決定反應速率大小，隨著反應的進行，雙氧水的濃度逐漸減小，反應速率也隨著減小，A、B、C、D四點化學反應速率由快到慢的順序為D＞C＞B＞A，故答案為：D＞C＞B＞A；
（2）隨著反應的進行，過氧化氫不斷消耗，濃度逐漸降低，則反應速率逐漸減小，故答案為：隨著反應的進行，過氧化氫溶液的濃度逐漸減小，反應速率也隨著減小；
（3）由反應方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，該反應為不可逆反應，在5min后，收集到的氣體體積不再增加，說明過氧化氫完全分解，
由圖象可知，生成氧氣的體積為60mL，
2H₂O₂$\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}$=0.107 mol•L^-1，
故答案為：0.107 mol•L^-1；
（4）設2min時反應消耗的過氧化氫為xmol，
 2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$ 2H₂O+O₂↑
  2mol                     22.4L
   x                          0.045L
n（H₂O₂）=$\frac{2mol×0.045L}{22.4L}$=0.00402mol，
則2min時溶液中剩余的過氧化氫為0.00536mol-0.00402mol=0.00134mol，則m（H₂O₂）=nM=0.00134mol×34g/mol=0.04556g，生成的氧氣的質量為m=0.00402×$\frac{1}{2}$
×32=0.06432g，則反應進行到2分鐘時過氧化氫的質量分數為：$\frac{0.04556}{50×1.1-0.06432}$×100%=0.083%；
故答案為：0.083%．

點評 本題考查過氧化氫分解的速率曲線，題目難度中等，主要考查濃度對反應速率的影響、有關方程式的計算等，正確分析圖象的曲線變化是解答本題的關鍵．