【题目】I.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题:
(1)定性如图甲可通过观察______的快慢,定性比较得出结论。有同学提出将0.1mol/L FeCl3改为____mol/L Fe2(SO4)3更为合理,其理由是____。
(2)定量如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是_____。
(3)查阅资料得知:将作为催化剂的Fe2(SO4)3溶液加入H2O2溶液后,溶液中会发生两个氧化还原反应,且两个反应中H2O2均参加了反应,试从催化剂的角度分析,这两个氧化还原反应的离子方程式分别是:2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+和__________。
II.欲用下图所示实验来证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂。
(1)该实验不能达到目的,若想证明MnO2是催化剂还需要确认__________。
加入0.10mol MnO2粉末于50mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如下图所示。
(2)写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式_________。
(3)A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为______>______>______>______,解释反应速率变化的原因__________。
【答案】产生气泡 0.05 排除阴离子的干扰 产生40mL气体的需要的时间 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 确认MnO2的质量和化学性质是否改变 D C B A 反应物浓度逐渐减小
【解析】
I. 本实验的目的是探究Fe3+和Cu2+催化H2O2分解的效果,需要注意“单一变量”原则;
II. 本实验主要考察催化剂的特点,以及化学反应速率的影响因素。
I. (1)甲中,加入催化剂的现象是有气泡生成,催化剂的作用是加快反应速率,所以可以通过观察产生气泡的快慢来判断两种催化剂的效果;Cl-本身具有很弱的还原性,H2O2具有强氧化性,更重要的是,SO42-和Cl-是否有催化效果也未知,所以为了排除阴离子差异的干扰,需要将FeCl3换为0.5mol/L的Fe2(SO4)3,以确保Fe3+的量和Cu2+的量相同;
(2)题中已告知两个实验都生成40mL的气体,其他影响因素已忽略,说明催化剂效果的数据只能是反应速率,故需要测量生成40mL气体所需要的时间;
(3)催化剂在整个化学反应中,可以看成是先参加了反应,再被生成了,这两个反应相加就是一个总反应,催化剂刚好被抵消了,表现为不参加反应;总反应为2H2O2=2H2O+O2↑,用总反应减去这个离子方程式就可以得到另一个离子方程式:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
II. (1)化学反应前后,催化剂的质量和化学性质不变;要想证明MnO2是催化剂,还要验证这两点都不变才行;
(2)该反应的化学方程式为:;
(3)A、B、C、D各点的反应速率都是瞬时速率,瞬时速率的大小比较要看各点斜率,斜率越大,瞬时反应速率也越大;经观察,A、B、C、D四个点的斜率依次减小,所以化学反应速率:D>C>B>A;由于四个点的条件都相同,随着反应的进行,H2O2不断被消耗,使得其浓度逐渐减小,所以其分解速率也逐渐减小。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】空气质量评价的主要污染物为PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO等物质。研究脱硝(除NOx)技术和脱硫(除SO2)技术都是环境科学研究的热点,对于消除环境污染有重要意义。
(1)已知催化剂存在的条件下H2可以将NO还原为N2。下图是一定条件下H2还原NO生成N2和1 mol水蒸气的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式__________________ 。(ΔH用E1、E2、E3表示)
(2)升高温度绝大多数的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为研究该特殊现象的实质原因,查阅资料知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:
I.2NO(g)N2O2(g)(快); v1正=k1正.c2(NO); v1逆=k1逆.c(N2O2) △H1<0
II.N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢); v2正=k2正.c(N2O2)c(O2); v2逆=k2逆.c2(NO2) △H2<0
请回答下列问题:
①一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=__________________。
②决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)速率的是反应 II,反应 I的活化能E1与反应 II的活化能E2的大小关系为E1___E2(填“>”、“<”或“=”)。根据速率方程分析,升高温度该反应速率减小的原因是___。
A.k2正增大,c(N2O2)增大
B.k2正减小,c(N2O2)减小
C.k2正增大,c(N2O2)减小
D.k2正减小,c(N2O2)增大
③由实验数据得到v2正~c(O2)的关系可用图表示。当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为____(填字母)。
(3)我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:H2S+O2=H2O2+S↓。
已知甲池中发生的反应为:
①装置中H+从__________ 移向__________(填“甲池”或“乙池”)。
②乙池溶液中发生的反应为______________________________________。
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【题目】已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是
A.每生成2分子AB吸收b kJ热量
B.该反应的反应热ΔH= +(a-b)kJ·mol-1
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1mol A-A键和1mol B-B键,放出a kJ能量
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO,实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前,向装置中通入一段时间的N2,排尽装置内的空气。
已知:在溶液中,FeSO4+NO[Fe(NO)]SO4(棕色),该反应可用于检验NO。下列对该实验相关描述错误的是
A. 装置F、I中的试剂依次为水,硫酸亚铁溶液
B. 装置J收集的气体中不含NO
C. 实验结束后,先熄灭酒精灯,再关闭分液漏斗的活塞
D. 若观察到装置H中红色粉末变黑色,则NO与Cu发生了反应
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【题目】下列有关性质的比较,错误的是
A.酸性:H2SO4>H3PO4
B.沸点:H2S>H2O
C.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
D.碱性:NaOH>Mg(OH)2
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【题目】如图所示,在容器A中装有20℃的水50mL,容器B中装有1mol/L的盐酸50mL,试管C、D相连通,且其中装有红棕色NO2和无色N2O4的混合气体,并处于下列平衡:2NO2 N2O4 △H=-57kJ/mol,当向A中加入50gNH4NO3晶体使之溶解;向B中加入2g苛性钠时:
(1)C中的气体颜色______;(填“变浅” 或“变深”).
(2)若25℃时,起始时仅有NO2气体,达到平衡时,c(NO2)=0.0125mol/L,c(N2O4)=0.0321mol/L,则NO2的起始浓度为 _____________,NO2的转化率为________.
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列关于用糯米制作米酒过程的叙述正确的是( )
A.发酵过程需要接种乳酸菌B.发酵过程需要保持空气流通
C.发酵过程需要控制好温度D.蒸熟糯米后马上加入酒曲
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【题目】下列有关同分异构体数目的叙述中,正确的是
A. 苯乙烯和氢气完全加成的产物的一溴取代物有5种
B. 等物质的量的氯气与乙烷在光照条件下反应得到9种产物
C. 已知二氯苯有3种同分异构体,则四氯苯的同分异构体的数目为6种
D. 甲苯苯环上的一个氢原子被含4个碳原子的烷基取代,所得产物有12种
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