题目内容
【题目】氢、氧两种元素组成的常见物质有H2O和H2O2，二者在一定条件下均可分解。
（1）已知：
化学键 | 断开1mol化学键所需的能量（kJ） |
H-H | 436 |
O-H | 463 |
O=O | 498 |
①H2O的电子式是________________。
②H2O(g)分解的热化学方程式是________________________。
③11.2 L（标准状况）的H2完全燃烧，生成气态水，放出__________kJ的热量。
（2）某同学以H2O2分解为例，探究浓度与溶液酸碱性对反应速率的影响。常温下，按照如表所示的方案完成实验。
实验编号 | 反应物 | 催化剂 | |
a | 50 mL5%H2O2溶液 | 1 mL0.1 mol·L-1FeCl3溶液 | |
b | 50 mL5%H2O2溶液 | 少量浓盐酸 | 1 mL0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
c | 50 mL5%H2O2溶液 | 少量浓NaOH溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
d | 50 mL5%H2O2溶液 | MnO2 | |
① 测得实验a、b、c中生成氧气的体积随时间变化的关系如图1所示。由该图能够得出的实验结论是______________________。
② 测得实验d在标准状况下放出氧气的体积随时间变化的关系如图2所示。解释反应速率变化的原因________________；计算H2O2的初始物质的量浓度为________________ (保留两位有效数字)。
【答案】（1）①
②2H2O(g)=2H2(g)+2O2(g)ΔH=+482 kJ·mol-1③120.5
（2）①其他条件不变时，在碱性环境下加快H2O2的分解速率，酸性环境下减缓H2O2的分解速率②随着反应的进行H2O2的浓度逐渐减少，H2O2的分解速率逐渐减慢；0.11 mol/L
【解析】
试题分析：（1）①H2O是共价化合物，是由原子和氢原子形成共价键，电子式为；
②水分解生成氧气和氢气，方程式为2H2O=2H2+O2，可知2molH2O（g）分解，生成2mol氢气和1mol氧气，则断裂4molO-H，形成1molO=O键、2mol H-H键，所以吸收的热量为4mol×463kJ/mol=1852kJ，放出的热量为498kJ+2×436kJ=1370kJ，所以吸收的热量为1852kJ-1370kJ=482kJ，所以热化学方程式为2H2O(g)=2H2(g)+2O2(g) ΔH=+482 kJ·mol-1；
③11.2L（标准状况）的H2为0.5mol，可生成0.5mol水，生成气态水放出的热量为0.5mol×0.5×482KJ=120.5kJ；
（2）①abc溶液的酸碱性不同，反应的速率不同，由图像可知在碱性条件下反应速率最大，在酸性条件下反应速率最小，可以得出的结论是其它条件不变，碱性环境能加快H2O2的分解速率，酸性环境能减缓H2O2的分解速率；
②由图像可知，曲线斜率逐渐减小，说明反应速率逐渐减小，原因是随着反应的进行H2O2的浓度逐渐减少，H2O2的分解速率逐渐减慢；根据图像可知最终生成氧气是60mL，物质的量是
，所以根据方程式可知双氧水的物质的量是
，则双氧水的浓度是
0.11mol/L。
