Question

（共14分）（Ⅰ）某化学实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件，用如图装置进行实验，反应物用量和反应停止的时间数据如下表：

MnO2 时间 H2O2	0.1 g	0.3 g	0.8 g
10 mL 1.5%	223 s	67 s	56 s
10 mL 3.0%	308 s	109 s	98 s
10 mL 4.5%	395 s	149 s	116 s

请回答下列问题：
（1）盛装双氧水的化学仪器名称是               。
（2）如何检验该套装置的气密性                                       。
（3）相同浓度的过氧化氢，其分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
（4）从实验效果和“绿色化学”的角度考虑，双氧水的浓度相同时，加入___g的二氧化锰为较佳选择。
（5）某同学分析上述数据后认为：“当用相同质量的二氧化锰时，双氧水的浓度越小，所需要的时间就越少，亦即其反应速率越快”的结论，你认为是否正确___，理由是__________。(提示：H₂O₂的密度可认为近似相等)。
（Ⅱ）在如图所示的量热计中，将100mL 0.50mol·L^-1CH₃COOH溶液与100mL0.55mol·L^-1NaOH 溶液混合，温度从25.0℃升高到27.7℃。已知量热计的热容常数（量热计各部件每升高1℃所需的热量）是150.5J·℃^-1生成溶液的比热容为4.184J·g^-1·℃^-1，溶液的密度均近似为1g·mL^-1。

（1）试求CH₃COOH的中和热△H=________________。
（2）CH₃COOH的中和热的文献值为56.1KJ· mol^-1，则请你分
析在（1）中测得的实验值偏差可能的原因________________。
（3）实验中NaOH过量的目的是________________。

Answer 1

（Ⅰ）（1）分液漏斗  1分
（2）关闭分液漏斗的活塞，将注射器的活栓向外拉出一段距离，若一段时间后
活栓能够恢复到原位置，则装置的气密性好。 2分 （3）加快  1分  （4）0.3  1分
（5）不正确 1分   H₂O₂的浓度扩大二倍(从1.5%―→3.0%)，但反应所需时间比其二倍小的多  2分
（Ⅱ）（1）—53.3kJ/mol  2分
（2）①量热计的保温瓶绝热效果不好；②酸碱溶液混合不迅速；③温度计不够精确等2分
（3）使碱稍稍过量，为了能保证CH₃COOH溶液完全被中和，从而提高实验的准确度。2分

解析试题分析：（Ⅰ）（1）根据仪器构造可知，盛装双氧水的化学仪器名称是分液漏斗；
（2）根据装置的结构特点可知，检验该装置气密性的方法是：关闭分液漏斗的活塞，将注射器的活栓向外拉出一段距离，若一段时间后活栓能够恢复到原位置，则装置的气密性好。
（3）由表中数据可知，双氧水的量相同，加入的二氧化锰质量越多，反应所需的时间越短，说明反应速率越快，故答案为：加快；
（4）根据表中数据，在双氧水的浓度相同时，加入0.3g二氧化锰与加入0.1g二氧化锰对化学反应速率影响相差较大，加入0.3g二氧化锰与加入0.5g二氧化锰对反应速率的影响相差不是很大，所以加入二氧化锰的最佳量为0.3g，故答案为：0.3；
（5）从表中数据可知，相同体积3.0%的双氧水中的溶质含量是1.5%的双氧水中溶质含量的二倍，但反应的时间却比其反应时间的二倍小得多，由反应速率计算公式（v=△c÷△t）可得出，此实验条件下双氧水的浓度越大分解速率越快。
（Ⅱ）：（1）CH₃COOH的中和热Q=△H=Q=-cm△T＝
＝-5.33×10⁴ J?mol^-1=-53.3 kJ?mol^-1。
（2）CH₃COOH的中和热的文献值为56.1KJ· mol^-1，这说明测量值偏小，这是由于醋酸是弱酸，电离吸热，也可能是①量热计的保温瓶绝热效果不好；②酸碱溶液混合不迅速；③温度计不够精确等。
（3）酸和碱反应测中和热时，为了保证一方全部反应，往往需要另一试剂稍稍过量，减少实验误差。
考点：考查外界条件对反应速率影响的实验探究以及中和热测定实验的有关判断与计算