题目内容

【题目】某实验小组对H2O2的分解做了如下探究: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:用10mL H2O2制取150mL(标准状况下)O2所需的时间(s)

30%H2O2

15%H2O2

10%H2O2

5%H2O2

无催化剂不加热

几乎不反应

几乎不反应

几乎不反应

几乎不反应

无催化剂加热

360

480

t

720

MnO2催化剂加热

10

25

60

120


(1)①该实验小组在设计方案时,考虑了浓度、等因素对H2O2分解速率的影响.
上述因素对H2O2分解速率的影响分别是:
②推测t(s)的范围为
(2)下列有关催化剂的说法中正确的是(填序号)
A.催化剂不参与反应,反应前后催化剂的性质和质量都不变
B.催化剂在化学反应前后化学性质和质量都不变
C.催化剂能使不起反应的物质发生反应
D.催化剂能改变化学反应速率
E.任何化学反应都需要催化剂
F.催化剂具有高度的选择性(或专一性)
(3)将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入15mL 5%的H2O2溶液中,并用带火星的木条测试,结果如下:

催化剂MnO2

操作情况

观察结果

反应完成所需时间

粉末状

混合不振荡

剧烈反应,带火星的木条复燃

3.5min

块状

反应较慢,火星红亮但木条未复燃

30min

①写出上述实验中发生反应的化学方程式
②实验结果表明,催化剂的催化效果与有关.

【答案】
(1)温度;催化剂;其他条件不变时,浓度越大反应速率越大;其他条件不变时,温度越高反应速率越大;其他条件不变时,催化剂能改变反应速率(或正催化剂能加快反应速率);480s﹣720s
(2)BDF
(3)2H2O2 2H2O+O2↑;催化剂接触面积
【解析】解:(1)①根据催化剂的特点“一变二不变”和催化作用(改变反应速率),了解影响化学反应速率的因素有:温度、催化剂、反应物本身的性质、状态等,该研究小组在设计方案时,考虑了浓度、温度、催化剂等因素对过氧化氢分解速率的影响;根据表中给出的数据,无催化剂不加热的情况下,不同浓度的过氧化氢溶液都是几乎不反应,在无催化剂加热的情况下,不同浓度的过氧化氢溶液都分解,说明其他条件不变时,温度越高反应速率越大,但是得到相同气体的时间不同,浓度越大,反应的速度越快;比较同一浓度的过氧化氢溶液如30%时,在无催化剂加热的时候,需要时间是360s,有催化剂加热的条件下,需要时间是10s,说明其他条件不变时,催化剂能改变反应速率(或正催化剂能加快反应速率),所以答案是:温度、催化剂;其他条件不变时,浓度越大反应速率越大;其他条件不变时,温度越高反应速率越大;其他条件不变时,催化剂能改变反应速率(或正催化剂能加快反应速率);②根据表中数据可知,15%H2O2在无催化剂加热的条件下反应需要480S,而5%H2O2在无催化剂加热的条件下反应需要720S,根据浓度对反应速率的影响可以判断10%H2O2在无催化剂加热的条件下反应所需时间为480s﹣720s,
所以答案是:480s﹣720s;
(2.)A.催化剂参与反应,只是反应前后催化剂的性质和质量都不变,故A错误;
B.催化剂在化学反应前后化学性质和质量都不变,故B正确;
C.催化剂不能使不起反应的物质之间发生反应,故C错误;
D.催化剂能改变化学反应速率,故D正确;
E.有许多化学反应不需要催化剂就能进行,如酸碱中和反应无需催化剂就能快速发生,故E错误;
F.根据催化剂的特点,催化剂具有高度的选择性(或专一性),故F正确;
所以答案是:BDF;
(3.)①H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学反应方程式为:2H2O2 2H2O+O2↑,
所以答案是:2H2O2 2H2O+O2↑;
②因在其他条件相同时,粉末状二氧化锰比块状二氧化锰反应所需时间短,说明催化剂接触面积对反应速率有影响,
所以答案是:催化剂接触面积.

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【题目】甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=-58 kJ/mol

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H=+41 kJ/mol

回答下列问题:

(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:

化学键

H-H

C-O

C O

H-O

C-H

E/(kJ.mol-1

436

343

1076

465

x

x=_________

(2)T℃时将6molCO28molH2充入2L密闭容器中发生反应②,测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ(图中实线)所示。图中数据A(1,6)代表在1minH2的物质的量是6mol。

T℃时状态条件下,0~3minCH3OH的平均反应速率v=_____________mol/(L·min),平衡常数K=____

②其他条件不变时,仅改变某一条件后测得H2的物质的量随时间变化如图中状态所示,则改变的条件可能是_______

③其他条件不变,仅改变温度时,测得H2的物质的量随时间变化如图中状态所示,则状态对应的温度________(“>”“<”“=”)T℃;

④若状态的平衡常数为K2,状态的平衡常数为K3,则K2____(“>”“<”“=”)K3

⑤一定温度下,此反应在恒容容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态依据的是_____

a.容器中压强不变 b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变

c.v正(H2)=3v逆(CH3OH) d.2C=O断裂的同时有6H—H断裂

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