Question

5．一定温度下，10mL 0.4mol/L过氧化氢溶液在二氧化锰作用下发生分解，不同时刻测定生成O₂的体积（已折算为标准状况）如表．

t/min	0	2	4	6	8
V（O2）/mL	0	9.9	17.2	22.4	26.5

请计算：（溶液体积变化忽略不计）
（1）6min内过氧化氢的分解速率．（精确到0.01）
（2）6min内过氧化氢分解的转化率．
（3）6min内过氧化氢的物质的量浓度．

Answer 1

分析 过氧化氢分解反应的方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂，
（1）根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算出6min内生成氧气的物质的量，然后根据方程式得出过氧化氢分解的物质的量，再根据v=$\frac{△n}{△t}$计算出6min内过氧化氢的分解速率；
（2）根据n=cV计算出过氧化钠的总物质的量，然后根据$\frac{分解的物质的量}{总物质的量}$×100%计算出过氧化氢的转化率；
（3）根据c=$\frac{n}{V}$计算出6min时过氧化氢的物质的量浓度．

解答 解：（1）标准状况下22.4L氧气的物质的量为：$\frac{22.4×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=0.001mol，根据反应2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂可知，生成0.001mol氧气需要消耗0.002mol过氧化氢，则过氧化氢的分解速率为：$\frac{\frac{0.002mol}{0.01L}}{6min}$=0.03mol/（L•min），
答：6min内过氧化氢的分解速率为0.03mol/（L•min）；
（2）10mL 0.4mol/L过氧化氢溶液中含有过氧化氢的物质的量为：0.4mol/L×0.01L=0.004mol，
则6min内过氧化氢的分解转化率为：$\frac{0.002mol}{0.004mol}$×100%=50%，
答：6min内过氧化氢的分解转化率为50%；
（3）6min末过氧化氢的物质的量为：0.004mol-0.002mol=0.002mol，
则6min末过氧化氢的物质的量浓度为：$\frac{0.002mol}{0.01L}$=0.2mol/L，
答：6min末过氧化氢的物质的量浓度为0.2mol/L．

点评 本题考查了化学反应速率的计算，题目难度中等，涉及反应速率、分解转化率、物质的量浓度的计算，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握化学平衡及其影响因素，试题培养了学生的化学计算能力．