Question

2．（1）催化剂能改变化学反应的速率，原因是改变化学反应的路径．某同学在实验中发现，向2mL5%H₂O₂溶液中分别滴入FeCl₃和FeCl₂溶液，都立即产生大量气泡；向反应后的溶液中滴入几滴KSCN溶液，溶液均变为红色．查阅资料知：FeCl₃在H₂O₂分解中发生如下反应：
①2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+2H⁺+O₂↑    ②2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O
在反应①中Fe³⁺作氧化剂；在反应②中Fe³⁺是氧化产物．有同学认为Fe²⁺也可作H₂O₂分解的催化剂，你认为该观点是否正确，并简述理由正确
Fe²⁺先被H₂O₂氧化：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O，再发生反应：2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+2H⁺+O₂↑，总反应为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;二价铁离子\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，在反应前后Fe²⁺性质和质量不变，Fe²⁺作H₂O₂分解的催化剂．
（2）反应2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，加入少许MnSO₄固体能明显观察到溶液紫色褪去时间变短．在试管中加入4mL0.01mol/LKMnO₄酸性溶液和2mL0.1mol/LH₂C₂O₄溶液，实验初始阶段时间-速率图象合理的是图1中的B（填序号）．

（3）某反应体系中存在A、B、C、D四种物质，反应过程中各物质的物质的量变化如图2所示，请写出该反应的化学方程式2C?3A+B．
（4）焙烧明矾产生的SO₂可用于制硫酸．已知25℃、101kPa时：
2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）△H₁=-197kJ•mol^-1；
H₂O（g）═H₂O（l）△H₂=-44kJ•mol^-1；
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）═2H₂SO₄（l）△H₃=-545kJ•mol^-1．
则SO₃（g）与H₂O（l）反应的热化学方程式是SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）化合价降低，得到电子做氧化剂，化合价升高被氧化得到氧化产物，根据反应①②可知Fe²⁺也可作H₂O₂分解的催化剂；
（2）加入少许MnSO₄固体能明显观察到溶液紫色褪去时间变，说明Mn²⁺对该反应有催化作用，则实验开始反应速率慢，当生成的Mn²⁺越来越多，反应速率加快；
（3）反应物物质的量减少，生成物物质的量增加，最终各物质的量不再变化，该反应是可逆反应，则C是反应物，A、B是生成物，D一直没变，没有参加反应，根据相同时间A、B、C变化量之比等于计量数之比确定方程式；
（4）利用盖斯定律，将热化学方程式进行运算，（③-①-②×2）×$\frac{1}{2}$计算反应的焓变，得到SO₃（g）与H₂O（l）反应的热化学方程式．

解答 解：（1）Fe³⁺化合价降低，得到电子做氧化剂，Fe²⁺化合价升高被氧化得到Fe³⁺，Fe³⁺是氧化产物；Fe²⁺先被H₂O₂氧化：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O，再发生反应：2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+2H⁺+O₂↑，总反应为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;二价铁离子\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，在反应前后Fe²⁺性质和质量不变，Fe²⁺作H₂O₂分解的催化剂，
故答案为：氧化剂；氧化产物；正确；Fe²⁺先被H₂O₂氧化：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O，再发生反应：2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+2H⁺+O₂↑，总反应为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;二价铁离子\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，在反应前后Fe²⁺性质和质量不变，Fe²⁺作H₂O₂分解的催化剂；
 （2）加入少许MnSO₄固体能明显观察到溶液紫色褪去时间变，说明Mn²⁺对该反应有催化作用，则实验开始反应速率慢，当生成的Mn²⁺越来越多，反应速率加快，只有B符合先慢后快，
故答案为：B；
（3）反应物物质的量减少，生成物物质的量增加，最终各物质的量不再变化，该反应是可逆反应，则C是反应物，A、B是生成物，D一直没变，没有参加反应，根据相同时间A、B、C变化量之比为4：6：2，则各物质计量数之比为2：3：1，方程式为2C?3A+B，
故答案为：2C?3A+B；
（4）2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H₁=一197kJ/mol ①
H₂O （g）=H₂O（1）△H₂=-44kJ/mol ②
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）△H₃=一545kJ/mol③
利用盖斯定律：（③-①-②×2）×$\frac{1}{2}$得SO₃ （g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130kJ/mol，
故答案为：SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130kJ/mol．

点评 本题探究催化剂在双氧水分解中的作用以及催化剂对反应速率的影响，要求学生灵活运用信息解答，方程式的确定中对D的处理比较新颖，盖斯定律属于常规题目．