Question

15．将0.1mol MnO2粉末加入到50mL过氧化氢溶液（H₂O₂，ρ=1.1g/mL）中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示．
（1）实验时放出气体的总体积是60ml．
（2）放出一半气体所需的时间为1min．
（3）反应放出$\frac{3}{4}$体积气体所需的时间约为2min．
（4）A，B，C，D各点反应速率的快慢顺序为D＞C＞B＞A
（5）解释反应速率变化的原因：随着反应的进行，双氧水的浓度逐渐减小，反应速率也随着减小
（6）计算H2O2初始状态的浓度0.11 mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）反应方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2H₂O+O₂↑，该反应为不可逆反应，在4min后，收集到的气体体积不再增加，说明过氧化氢完全分解，根据图象可知生成的氧气的体积；
（2）反应放出气体体积为气体总体积一半为30mL，根据图象判断需要的时间；
（3）反应放出气体体积为气体总体积的$\frac{3}{4}$时，生成的气体体积为45mL，根据图象判断反应时间；
（4）根据浓度对反应速率的影响判断A、B、C、D各点反应速率大小；
（5）随着反应的进行，溶液的浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小；
（6）在5min后，收集到的气体体积不再增加，说明过氧化氢完全分解，根据图象可知生成的氧气的体积，根据方程式计算过氧化氢浓度．

解答 解：（1）由反应方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，该反应为不可逆反应，在4min后，收集到的气体体积不再增加，说明过氧化氢完全分解，由图象可知，生成氧气的体积为60mL，
故答案为：60ml； 
（2）由图象可知，当时间进行到1min时，生成氧气的体积为30mL，此时生成的氧气为总体积的一半，需要的时间为1min，
故答案为：1min； 
（3）生成的总体积为60mL，反应放出气体体积为气体总体积的$\frac{3}{4}$时，生成的氧气体积为45mL，需要的时间为2min，
故答案为：2min；
（4）反应物浓度大小决定反应速率大小，随着反应的进行，双氧水的浓度逐渐减小，反应速率也随着减小，
故答案为：D＞C＞B＞A； 
（5）浓度越大，反应速率越大，反之越小，随着反应进行，反应物的浓度逐渐减小，则速率逐渐减小，
故答案为：随着反应的进行，双氧水的浓度逐渐减小，反应速率也随着减小；
（6）由反应方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，该反应为不可逆反应，在5min后，收集到的气体体积不再增加，说明过氧化氢完全分解，
由图象可知，生成氧气的体积为60mL，
2H₂O₂$\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}$=0.11 mol•L^-1，
故答案为：0.11 mol•L^-1．

点评 本题考查过氧化氢分解的速率曲线，题目难度不大，主要考查浓度对反应速率的影响，正确分析图象的曲线变化是解答本题的关键．