Question

10．Ⅰ．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，将质量相同的粉末状和块状的MnO₂分别加入盛有15ml 5%的H₂O₂溶液的大试管中，并用带火星的木条测试，结果如表：

MnO2	触摸试管情况	观察结果	反应完成所需的时间
粉末状	很烫	剧烈反应，带火星的木条复燃	3.5min
块状	微热	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：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）实验结果表明，催化剂的催化效果与催化剂的表面积有关．
（3）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图1所示，则A、B、C三点所表示的反应速率最慢的是C．
Ⅱ．某反应在体积为5L的恒容密闭容器中进行，在0-3分钟内各物质的量的变化情况如图2所示（A，B，C均为气体，且A气体有颜色）．

（4）该反应的化学方程式为2A+B?2C．
（5）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为0.1mol/（L•min）．
（6）能说明该反应已达到平衡状态的是cd．
a．v（A）=2v（B）
b．容器内各物质的物质的量相等
c．v_逆（A）=v_正（C）
d．容器内气体的颜色保持不变
（7）由图求得平衡时A的体积分数37.5%．

Answer 1

分析 Ⅰ．（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）由实验现象可知催化剂作用大小的影响因素；
（3）A、B、C三点的斜率代表反应速率，斜率越大，反应速率越大；
Ⅱ．（4）从物质的物质的量的变化趋势判断反应物和生成物，根据物质的物质的量变化值等于化学计量数之比书写化学方程；
（5）化学反应速率是单位时间内浓度的变化，据此可求得反应速率；
（6）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分浓度不再变化，若存在有色物质，则有色物质的颜色也不再变化，据此对各选项进行判断；
（7）根据$\frac{平衡时A的物质的量}{平衡时气体总物质的量}$，可求得平衡时A的体积分数．

解答 解：（1）上述实验中发生反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）时间少，则反应速率快，则实验结果表明，催化剂的催化效果与催化剂的表面积有关，
故答案为：催化剂的表面积；  
（3）由图可知，曲线斜率变小，反应速率减小，则A、B、C三点所表示的反应速率最慢的是C，
故答案为：C；
Ⅱ．（4）由图象可以看出，A、B的物质的量逐渐减小，则A、B为反应物，C的物质的量逐渐增多，所以C为生成物，当反应到达2min时，△n（A）=2mol，△n（B）=1mol，△n（C）=2mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，则△n（A）：△n（B）：△n（C）=2：1：2，所以反应的化学方程式为：2A+B?2C，
故答案为：2A+B?2C；
（5）由图象可以看出，反应开始至2分钟时，△n（B）=1mol，B的平均反应速率为：$\frac{1mol}{5L}$÷2min=0.1mol/（L•min），
故答案为：0.1mol/（L•min）；
（6）a．v（A）=2v（B）不能说明正反应和逆反应的关系，故无法判断反应是否达到平衡，故a错误；
b．容器内各物质的物质的量相等，不能说明各组分的浓度不再变化，无法判断是否达到平衡状态，故b错误；
c．在该反应中A和C的计量数相等，当v_逆（A）=v_正（C）时，正逆反应速率相等，说明反应已达平衡状态了，故c正确；
d．只有A为有色物质，当容器内气体的颜色保持不变，说明各组分的浓度不再变化，该反应已经达到平衡状态，故d正确；
故答案为：cd；
（7）由图象可知：达平衡时A的物质的量为3mol，平衡时总物质的量为1mol+3mol+4mol=8mol，
所以A的体积分数为$\frac{平衡时A的物质的量}{平衡时气体总物质的量}$=$\frac{3mol}{8mol}$×100%=37.5%，
故答案为：37.5%．

点评 本题考查影响化学反应速率因素及化学平衡图象的计算，题目难度中等，注意把握由图象判断化学方程式的方法以及反应现象与结论的推断，试题侧重考查学生的分析能力及化学计算、化学实验能力．