Question

【题目】Ⅰ.某实验小组对H2O2的分解做了如下探究，将质量相同的粉末状和块状的MnO2分别加入盛有15 mL5%的H2O2溶液的大试管中，并用带火星的木条测试，下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据。

MnO2	触摸试管情况	观察结果	反应完成所需的时间
粉末状	很烫	剧烈反应，带火星的木条复燃	3.5 min
块状	微热	反应较慢，火星红亮但木条未复燃	30 min

(1)写出大试管中发生反应的化学方程式：______。该反应是______(填“放热”或“吸热”)反应。

(2)实验结果表明，催化剂的催化效果与____有关。

(3)某同学在10 mLH2O2溶液中加入一定量的MnO2，放出气体的体积(标准状况)与反应时间的关系如下图所示，则A、B、C三点所表示的反应速率最慢的是____。

Ⅱ.某反应在体积为5 L的恒容密闭容器中进行，在0～3分钟内各物质的量的变化情况如下图所示(A，B，C均为气体)。

(4)该反应的化学方程式为____。

(5)反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为_____，A的转化率为______。

Answer 1

【答案】2H2O22H2O +O2↑ 放热 催化剂接触面积的大小 C 2A+B2C 0.1 mol/(L·min) 40%

【解析】

Ⅰ．(1)二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，由带火星木条复燃，可知产物，由此可写出方程式，反应发生后溶液温度升高，说明反应为放热反应；

(2)由实验现象可知催化剂作用大小的影响因素；

(3)A、B、C三点的斜率代表反应速率，斜率越大，反应速率越大；

Ⅱ．(4)从物质的物质的量的变化趋势判断反应物和生成物，根据物质的物质的量变化值等于化学计量数之比书写化学方程；

(5)化学反应速率是单位时间内浓度的变化，据此可求得反应速率；利用转化率等于转化量与起始量的比值计算物质的平衡转化率。

I.(1)上述实验中发生反应的化学方程式为：2H2O2 2H2O +O2↑，反应发生后物质温度升高，说明H2O2的分解反应为放热反应；

(2)反应时间少，则反应速率快，实验结果表明，催化剂的催化效果与催化剂的表面积有关；

(3)由图可知，曲线斜率变小，反应速率减小，则A、B、C三点所表示的反应速率最慢的是C；

Ⅱ．(4)由图象可知：A、B的物质的量逐渐减小，则A、B为反应物，C的物质的量逐渐增多，则C为生成物，当反应到达2 min时，△n(A)=2 mol，△n(B)=1 mol，△n(C)=2 mol，在化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，则△n(A)：△n(B)：△n(C)=2：1：2，2 min后外界条件不变，三种物质都存在，且各种物质的物质的量都不发生变化，说明该反应为可逆反应，故反应的化学方程式为：2A+B2C；

(5)由图象可以看出，反应开始至2分钟时，△n(B)=1 mol，B的平均反应速率v(B)==0.1 mol/(L·min)；2 min内A改变的物质的量为△n(A)=2 mol，反应开始时A物质的量是5 mol，所以A的反应转化率为×100%=40%。