题目内容
【题目】H2O2是一种常见试剂,在实验室、工业生产上有广泛用途
Ⅰ.实验室用H2O2快速制氧,其分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如甲乙丙丁四图所示:
(1)下列说法正确的是:________(填字母序号)
A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越慢
B.图乙表明,其他条件相同时,溶液碱性越弱,H2O2分解速率越快
C.图丙表明,少量Mn 2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快
D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大
(2)催化剂Mn2+在反应中,改变了____________________(填字母序号)
A.反应速率 B.反应限度C.反应焓变 D.反应路径
E.反应活化能 F.活化分子百分数
Ⅱ. H2O2在工业上作为Fenton法主要试剂,常用于处理含难降解有机物的工业废水。在调节好pH(溶液的酸碱性)和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。
【实验设计】控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比试验,并将实验结果绘制时间-p-CP浓度图如下。
(3)电中性的羟基自由基的电子式为:______________
(4)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验 编号 | 实验目的 | T/K | pH | c/10-3mol·L-1 | |
H2O2 | Fe2+ | ||||
① | 为以下实验作参考 | 298 | 3 | 6.0 | 0.30 |
② | 探究温度对降解反应速率的影响 | _________ | ______ | _______ | _________ |
③ | __________________ | <>298 | 10 | 6.0 | 0.30 |
(5)请根据右上图实验①曲线,计算降解反应在50~150s内的反应速率:v(p-CP)=_____________
(6)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来。根据实验结果,给出一种迅速停止反应的方法:__________________________。
【答案】 A D A D E F 313 3 6.0 0.30 探究溶液的酸碱性(pH)对降解反应速率的影响 8×10 - 6mol /(L·s) 加入NaOH溶液使溶液的pH=10(大于10也对)
【解析】试题分析:(1)根据图示分析;(2)催化剂通过改变反应路径降低活化能,提高反应速率,加入催化剂平衡不移动;(3)电中性的羟基含有9个电子;(4)探究温度对降解反应速率的影响,变量只能是温度;根据表格数据,实验③与实验①相比只有PH不同;(5)根据 计算反应速率;(6)根据表格数据,pH=10时,反应速率几乎为0;
解析:(1) 由甲图可知,双氧水浓度越大,分解越快,H2O2浓度越小,其分解速率越慢,A正确;由图乙可知,溶液的碱性越强即pH越大,双氧水分解越快,B错误;C.溶液的碱性越强即pH越大,双氧水分解越快,故C错误;由图丙和图丁可知, Mn2+浓度越大,双氧水分解越快,D正确。
(2)催化剂通过改变反应路径降低活化能,提高反应速率,加入催化剂平衡不移动;催化剂能加快反应速率,故A正确;催化剂不能使平衡发生移动,故B错误;加入催化剂,平衡不移动,反应焓变不变,故C错误;催化剂参与反应,改变反应路径,故D正确;
催化剂降低反应活化能,故E正确; 催化剂通过降低活化能,提高活化分子百分数,故F正确。(3)电中性的羟基含有9个电子,电子式是;(4)探究温度对降解反应速率的影响,变量只能是温度,所以实验②与实验①只有温度不同,其余都相同,实验②温度是313K,PH=3,过氧化氢的浓度是6.0,Fe2+的浓度是0.30;根据表格数据实验③与实验①相比只有PH不同,实验③探究溶液的酸碱性对降解反应速率的影响;(5)根据 ,v(p-CP)= = 8×10 - 6mol/(L·s);
(6)根据表格数据,pH=10时,反应速率几乎为0,加入NaOH溶液使溶液的pH=10,可以迅速停止反应;