Question

12．在t℃时，10L 0.4mol•L^-1H₂O₂溶液发生催化分解：2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，不同时刻测得生成O₂的体积如下表，已知反应至6min时，H₂O₂分解了50%（已折算为标准状况）

t/min	0	2	4	6
V（O2）/L	0.0	9.9	17.2	V=？

下列叙述正确的是（溶液体积变化忽略不计）（　　）

• A． 0～2min H₂O₂平均反应速率比4～6min慢
• B． 反应至6min时，共产生O₂44.8L
• C． 0～6min的平均反应速率 v（H₂O₂）≈3.3×10^-2mol•L^-1•min^-1
• D． 反应至6min时，c（H₂O₂）=0.3mol•L^-1

Answer 1

分析 A．双氧水的物质的量是4mol，反应至6min时，H₂O₂分解了50%，则生成氧气是$\frac{4mol×0.5}{2}$=1mol，标准状况下的体积是22.4L，则4～6min内氧气增加了22.4L-17.2L=5.2 L，所以0～2min 内H₂O₂平均反应速率比4～6min快；
B．反应至6min时，H₂O₂分解了50%，则生成氧气是$\frac{4mol×0.5}{2}$=1mol，根据v=nv_m计算；
C．0～6min的平均反应速率 化学反应速率v=$\frac{△c}{△t}$计算；
D．反应至6min时，H₂O₂分解了50%，则反应至6min时，c（H₂O₂）=0.2mol•L^-1．

解答 解：2H₂0₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，在t℃时，10L 0.4mol•L^-1H₂O₂溶液双氧水的物质的量是4mol，反应至6min时，H₂O₂分解了50%，则生成氧气是$\frac{4mol×0.5}{2}$=1mol，标准状况下的体积是22.4L，
A．0～2min产生的氧气的物质的量n（O₂）=$\frac{9.9L}{22.4mol/L}$=0.44mol，n（H₂0₂）=2n（O₂）=0.88mol，v（H₂0₂）=$\frac{0.88mol}{\frac{10L}{2min}}$≈4.4×10^-2mol/（L•min），410L～6min产生的氧气的物质的量n（O₂）=$\frac{（22.4-17.2）L}{22.4L/mol}$=2.3×10^-1mol，n（H₂0₂）=2n（O₂）=4.6×10^-1mol，$\frac{4.6×1{0}^{-1}mol}{\frac{10L}{2min}}$=2.3×10^-2mol/L•min，0～2min H₂O₂平均反应速率比4～6min快，故A错误；
B．反应至6min时，H₂O₂分解了50%，则生成氧气是$\frac{4mol×0.5}{2}$=1mol，标准状况下的体积是v=nv_m=1mol×22.4mol/L=22.4L，故B错误；
C．0～6min产生的氧气的物质的量n（O₂）=$\frac{4mol×0.5}{2}$=1mol，n（H₂0₂）=2n（O₂）=2mol，v（H₂0₂）=$\frac{2mol}{\frac{10L}{6min}}$≈3.3×10^-2mol/（L•min），故C正确；
D．10L 0.4mol•L^-1H₂O₂溶液双氧水的物质的量是4mol，反应至6min时，H₂O₂分解了50%，n（H₂0₂）=2n（O₂）=2mol，c（H₂O₂）=0.40-$\frac{2mol}{10L}$=0.20mol/L，故D错误；
故选C．

点评 本题考查化学反应速率的相关计算，把握化学反应速率之比等化学计量数之比为解答的关键，题目难度不大．