氧化劑H2O2在反應時不產生污染物，被稱爲綠*氧化劑，因而受到人們越來越多的關注。某實驗小組以H2O2分解爲例...

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問題詳情：

氧化劑H2O2在反應時不產生污染物，被稱爲綠*氧化劑，因而受到人們越來越多的關注。某實驗小組以H2O2分解爲例，探究濃度、催化劑、溫度對反應速率的影響。在常溫下按照下表所示的方案完成實驗。

實驗編號	溫度(℃)	反應物	催化劑
①	20	25 mL 3% H2O2溶液	無
②	20	25 mL 5% H2O2溶液	無
③	20	25 mL 5% H2O2溶液	0.1g MnO2
④	20	25 mL 5% H2O2溶液	1~2滴1mol/L FeCl3溶液
⑤	30	25 mL 5% H2O2溶液	0.1g MnO2

(1)實驗①和②的目的是____________________________。同學*在進行實驗時並沒有觀察到明顯現象。資料顯示，通常條件下過氧化*穩定，不易分解。爲了達到實驗目的，可採取的改進方法是__________(寫出一種即可)。

(2)實驗③、④、⑤中，測得生成氧氣的體積隨時間變化如*圖所示。分析該圖能得出的結論是__________________________，__________________________；

(3)寫出實驗③中H2O2分解的化學方程式：______________________________；

(4)同學乙設計了乙圖所示的實驗裝置對過氧化*的分解速率進行定量分析。以生成10mL氣體爲準，其他影響實驗的因素均已忽略。圖中儀器A的名稱爲__________，實驗中需要測量的數據是______________。

(5)某反應在體積爲2L的恆容密閉的絕熱容器中進行，各物質的量隨時間的變化情況如圖所示(已知X、Y、Z均爲氣體)．

①該反應的化學方程式爲______．

②反應開始至2分鐘時，Y的平均反應速率爲______．

③能說明該反應已達到平衡狀態的是______

A．υ(X)=3υ(Y) B．容器內氣體密度不變

C．υ逆(Z)=2υ正(Y) D．各組分的物質的量相等

E．混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態

④由圖求得平衡時X的轉化率爲______．

【回答】

(1). 探究濃度對反應速率的影響 (2). 向反應物中加入等量同種催化劑(或升高相同溫度) (3). 升高溫度，反應速率加快 (4). MnO2對過氧化*分解的催化效果更好 (5). 2H2O2 2H2O +O2↑ (6). 分液漏斗 (7). 產生10mL氣體所需的時間 (8). Y+3X ⇌2Z (9). 0.025mol/(L·min) (10). CE (11). 30%

【解析】

【分析】

(1)實驗①和②的濃度不同；現象不明顯，根據題意，需要加快反應速率；

(2)由圖可知，⑤的反應速率最大，④的反應速率最小，結合反應的條件分析解答；

(3)H2O2在二氧化錳作用下生成水和氧氣；

(4)A儀器名稱是分液漏斗；該反應是透過反應速率分析的，根據v=分析；

(5)①由圖可知，X 、Y的物質的量減小， Z的物質的量增加，且2min時物質的量不變，判斷出X、Y、Z的物質的量的變化量之比，物質的量的變化量之比等於化學計量數之比，據此書寫反應的方程式；

②結合v=計算；

③可逆反應達到平衡狀態時，正、逆反應速率相等，各組分濃度不再變化，據此分析判斷；

④根據X達到平衡時已轉化的物質的量與起始的物質的量之比，可求得平衡時X的轉化率。

【詳解】(1)實驗①和②的濃度不同，則該實驗的目的爲探究濃度對化學反應速率的影響；同學*在進行實驗時並沒有觀察到明顯現象。資料顯示，通常條件下過氧化*穩定，不易分解。爲了便於比較，需要加快反應速率，可以向反應物中加入等量同種催化劑(或將盛有反應物的試管放在同一熱水浴中，升高相同溫度)，故*爲：探究濃度對反應速率的影響；向反應物中加入等量同種催化劑(或將盛有反應物的試管放在同一熱水浴中，升高相同溫度)；

(2)由圖可知，③、⑤中⑤的反應速率大，說明升高溫度，反應速率加快；③、④中④的反應速率小，說明MnO2對過氧化*分解的催化效果更好，故*爲：升高溫度，反應速率加快；MnO2對過氧化*分解的催化效果更好；

(3)H2O2在二氧化錳作用下發生反應的化學反應方程式爲：2H2O2 2H2O+O2↑，故*爲：2H2O2 2H2O+O2↑；

(4)結合乙圖裝置，圖中儀器A爲分液漏斗；反應是透過反應速率分析，根據v=，所以實驗中需要測量的數據是時間(或收集一定體積的氣體所需要的時間)，故*爲：分液漏斗；產生10mL氣體所需的時間；

(5)①由圖可知，X、Y的物質的量減小，Z的物質的量增加，且2min時物質的量不變，說明該反應爲可逆反應，X、Y、Z的物質的量的變化量之比爲(1.0-0.7)∶(1.0-0.9)∶(0.2-0)=3∶1∶2，物質的量的變化量之比等於化學計量數之比，則反應爲Y+3X ⇌2Z，故*爲：Y+3X ⇌2Z；

②2分鐘內，Y的平均反應速率爲=0.025mol/(L·min)，故*爲：0.025mol/(L·min)；

③A．根據方程式Y+3X ⇌2Z，任何時候都存在υ(X)=3υ(Y)，不能說明正反應和逆反應的關係，無法判斷反應是否達到平衡，故A錯誤；B．容器的體積以及氣體的質量不變，無論是否達到平衡狀態，容器內氣體密度都不變，不能說明達到平衡，故B錯誤；C．根據方程式Y+3X ⇌2Z，當υ逆(Z)=2υ正(Y) 時，正、逆反應速率相等，說明反應已達平衡狀態了，故C正確；D．容器內各物質的物質的量相等，不能說明各組分的濃度不再變化，無法判斷是否達到平衡狀態，故D錯誤；E．氣體的質量不變，但反應前後氣體的物質的量不等，則混合氣體的平均相對分子質量爲變量，當混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態，說明達到平衡狀態，故E正確；故*爲：CE；

④由圖象可知：達平衡時X的物質的量變化爲：△n(X)=1.0mol-0.7mol=0.3mol，所以X的轉化率爲：×100%=30%，故*爲：30%。