Question

4．一定温度下，50mL0.4mol/L过氧化氢溶液在二氧化锰作用下发生分解，5min后测得过氧化氢溶液的浓度为0.2mol/L，请计算：（溶液体积变化忽略不计）
（1）5min内过氧化氢的分解速率．
（2）5min内过氧化氢分解的转化率．
（3）5min内生成的气体在标准状况下的体积．

Answer 1

分析 过氧化氢分解反应的方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂，
（1）计算出过氧化氢的浓度变化，然后根据c=$\frac{△c}{△t}$计算出过氧化氢的分解速率；
（2）根据$\frac{过氧化氢的消耗浓度}{总浓度}$×100%计算出过氧化氢的转化率；
（3）根据n=cV计算出过氧化氢消耗的物质的量，然后根据反应方程式计算出生成氧气的物质的量，最后根据V=nVm计算出生成标准状况下氧气的体积．

解答 解：（1）5min后测得过氧化氢溶液的浓度为0.2mol/L，则5min内过氧化氢的平均分解速率为：$\frac{0.4mol/L-0.2mol/L}{5min}$=0.04mol/（L•min），
答：5min内过氧化氢的分解速率为0.04mol/（L•min）；
（2）5min内过氧化氢的浓度变化为：0.4mol/L-0.2mol/L=0.2mol/L，则过氧化氢的分解转化率为：$\frac{0.2mol/L}{0.4mol/L}$×100%=50%，
答：5min内过氧化氢的分解转化率为50%；
（3）5min内过氧化氢的物质的量变化为：0.2mol/L×0.05L=0.01mol，根据反应2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂可知，0.01mol过氧化钠分解生成氧气的物质的量为：0.01mol$\frac{1}{2}$=0.005mol，
标准状况下0.005mol氧气的体积为：22.4L/mol×0.005mol=0.112L，
答：5min内生成标准状况下氧气的体积为0.112L．

点评 本题考查了化学平衡的计算，题目难度中等，明确发生反应的原理为解答关键，注意掌握化学反应速率、转化率的概念及表达式，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．