题目内容

11.某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了如下实验探究.
(1)下表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据:用10mL H2O2制取150mLO2所需的时间(秒)
30%H2O215%H2O210%H2O25%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360480540720
MnO2催化剂、加热102560120
①该小组在设计方案时,考虑了浓度、a:温度、b:催化剂等因素对过氧化氢分解速率的影响.
②从上述影响H2O2分解速率的因素a和b中任选一个,说明该因素对该反应速率的影响:其他条件不变,升高反应温度,H2O2分解速率加快.
(2)某同学在10mL H2O2 溶液中加入一定量的二氧化锰,放出气体的体积(标准状况)与反应时间的关系如如图所示,
①写出H2O2发生的化学反应方程式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H2O+O2↑.
②A、B、C三点所表示的即时反应速率最慢的是C.
(3)若将适量MnO2加入酸化的H2O2的溶液中,MnO2溶解产生Mn2+,另外,产物中还有O2产生,请写出该反应的离子方程式MnO2+2H++H2O2=Mn2++O2↑+2H2O.

分析 (1)①过氧化氢溶液是实验室制取氧气的重要药品,在常温下很难分解得到氧气,其分解速度受浓度、温度、催化剂等因素的影响;
②设计实验方案来证明时,要注意实验的控制变量,以确保实验结果的准确性;
(2)①二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂,由带火星木条复燃,可知产物,由此可写出方程式;
②根据浓度对反应速率的影响分析;
③酸化的H2O2的与MnO2反应生成Mn2+和O2.

解答 解:(1)①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,说明过氧化氢的分解速率与温度有关,但是得到相同气体的时间不同,浓度越大,反应的速度越快,说明过氧化氢的分解速率与浓度有关;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,说明过氧化氢的分解速率与温度、催化剂有关,故答案为:温度;催化剂;
②分析表中数据可以看出,浓度越大,反应速率越快,加热能加快过氧化氢的分解,有催化剂是分解速率快,
故答案为:温度升高化学反应速率加快;反应物浓度增大化学反应速率加快;使用合适的催化剂化学反应速率加快;
(2)①H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学反应方程式为:2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H2O+O2↑,故答案为:2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H2O+O2↑;
②因在其他条件相同时,随反应的进行,溶液浓度减小,即时反应速率逐渐减小,C的斜率也最小,故反应速率最慢,故答案为:C;
③酸化的H2O2的与MnO2反应生成Mn2+和O2,反应的方程式为:MnO2+2H++H2O2=Mn2++O2↑+2H2O.故答案为:MnO2+2H++H2O2=Mn2++O2↑+2H2O.

点评 本题通过图表数据,考察了外界条件对反应速率的影响,难度适中,要注意分析其他条件相同,只有一个条件改变时,如何影响反应速率.

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