Question

某課外興趣小組對H₂O₂的分解速率做了如下實驗探究．下表是該小組研究影響過氧化氫分解速率的因素時采集的一組數據：用10mL H₂O₂制取150mL O₂所需的時間（秒）

	30%H2O2	15%H2O2	10%H2O2	5%H2O2
無催化劑、不加熱	幾乎不反應	幾乎不反應	幾乎不反應	幾乎不反應
無催化劑、加熱	360	480	540	720
MnO2催化劑、加熱	10	25	60	120

（1）該研究小組在設計方案時，考慮了濃度、

 

、

 

等因素對過氧化氫分解速率的影響；
（2）若已知1 克液態過氧化氫分解成氧氣和液態水時，可放出2.89kJ能量，寫出該反應的熱化學方程式：

 

；
（3）產生的O₂充入某密閉容器，發生4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g），不同情況測得反應速率，其中反應速率最快的是

 

A．υ（NH₃）=0.4mol/（L?s）                 B．υ（O₂）=0.5mol/（L?s）
C．υ（NO）=0.6mol/（L?s）                 D．υ（H₂O）=1mol/（L?min）

Answer 1

考點：探究影響化學反應速率的因素

專題：實驗設計題

分析：（1）過氧化氫溶液是實驗室制取氧氣的重要藥品，在常溫下很難分解得到氧氣，其分解速度受濃度、溫度、催化劑等因素的影響設計實驗方案來證明時，要注意實驗的控制變量，以確保實驗結果的準確性；
（2）根據熱化學方程式的意義以及熱化學方程式的書寫方法來回答；
（3）利用速率之比等于化學計量數之比轉化為同一物質表示的速率，據此進行比較．

解答： 解：（1）根據表中給出的數據，無催化劑不加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都是幾乎不反應，在無催化劑加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都分解，說明過氧化氫的分解速率與溫度有關，但是得到相同氣體的時間不同，濃度越大，反應的速度越快，說明過氧化氫的分解速率與濃度有關；比較同一濃度的過氧化氫溶液如30%時，在無催化劑加熱的時候，需要時間是360s，有催化劑加熱的條件下，需要時間是10s，說明過氧化氫的分解速率與溫度、催化劑有關，故答案為：溫度、催化劑；
（2）已知1克液態過氧化氫分解成氧氣和液態水時，可放出2.89kJ能量，則68g即2mol液態過氧化氫分解成氧氣和液態水時，可放出196.52kJ能量，即2H₂O₂（l）=2H₂O（l）+O₂（g）；△H=-196.52 kJ?mol^-1，故答案為：2H₂O₂（l）=2H₂O（l）+O₂（g）；△H=-196.52 kJ?mol^-1；
（3）4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g），都表示為H₂O的反應速率進行比較，
A．υ（NH₃）=0.4mol/（L?s），速率之比等于化學計量數之比，故v（H₂O）=0.6mol/（L?s），
B．υ（O₂）=0.5mol/（L?s），速率之比等于化學計量數之比，故v（H₂O）=0.6mol/（L?s），
C．υ（NO）=0.6mol/（L?s），速率之比等于化學計量數之比，故v（H₂O）=0.9mol/（L?s），
D．υ（H₂O）=1mol/（L?min）≈0.02mol/（L?s），故C表示的速率最快，
故選C．

點評：本題通過圖表數據，考查了外界條件對反應速率的影響、反應速率的計算、熱化學方程式的書寫等知識，難度中等，要注意分析其他條件相同，只有一個條件改變時，如何影響反應速率．