Question

氫氧兩種元素形成的常見物質有H₂O與H₂O₂，在一定條件下均可分解。
（1）已知：

化學鍵	斷開1mol化學鍵所需的能量（kJ）
H—H	436
O—H	463
O=O	498

①H₂O的電子式是       。
②H₂O（g）分解的熱化學方程式是       。
③11.2 L（標準狀況）的H₂完全燃燒，生成氣態水，放出       kJ的熱量。
（2）某同學以H₂O₂分解為例，探究濃度與溶液酸堿性對反應速率的影響。常溫下，按照如表所示的方案完成實驗。

實驗編號	反應物		催化劑
a	50 mL 5% H2O2溶液		1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
b	50 mL 5% H2O2溶液	少量濃鹽酸	1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
c	50 mL 5% H2O2溶液	少量濃NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
d	50 mL 5% H2O2溶液		MnO2

①測得實驗a、b、c中生成氧氣的體積隨時間變化的關系如圖1所示。
 
圖1                              圖2
由該圖能夠得出的實驗結論是_________。
②測得實驗d在標準狀況下放出氧氣的體積隨時間變化的關系如圖2所示。解釋反應速率變化的原因：         。

Answer 1

（1）①②+482 kJ·mol^-1③120.5 kJ.；⑵①其他條件不變，在堿性環境下加快H₂O₂的分解速率，酸性環境下減緩H₂O₂的分解速率；②隨著反應的進行H₂O₂的濃度逐漸減少，H₂O₂的分解速率逐漸減慢。

試題分析：（1）①雙氧水是一種含有氧氧共價鍵和氧氫共價鍵的極性分子，電子式為：
② 斷裂化學鍵吸收能量、形成化學鍵放出能量，根據水分解化學方程：2H₂O（g）=2H₂（g）+2O₂(g)可知：2molH₂O含有4mol O—H，則斷裂需要吸收的能量為463 kJ·mol^-1×4mol=1852KJ，形成2 mol H—H和1 mol O=O釋放的能量之和為：（436 kJ·mol^-1×2mol）+498 kJ·mol^-1×1mol=1370KJ；1852KJ＞1370KJ，當斷裂化學鍵吸收的能量大于形成化學鍵吸收的能量時，反應吸熱，該反應吸收的熱量為：1852KJ-1370KJ=+482 kJ，所以該反應的熱化學方程式為：2H₂O（g）=2H₂（g）+2O₂(g) △H=+482 kJ·mol^-1
③根據熱化學方程式計算式可以進行逆運算的原理，將②中2H₂O（g）=2H₂（g）+2O₂(g) △H=+482 kJ·mol^-1
熱化學方程式顛倒后得到：2H₂（g）+2O₂(g) =2H₂O（g）△H=-482 kJ·mol^-1，然后將11.2LH₂轉化為0.5mol，再依據剛得到的H₂燃燒的熱化學方程式進行計算得出11.2L H₂完全燃燒時放出的熱量為：=120.5 kJ.
⑵①結合函數圖像可知，曲線C最先出現拐點，所用的時間少，而曲線b出現拐點較晚，所用的時間長，由此可知，在其他條件不變時，在堿性環境下加快H₂O₂的分解速率，酸性環境下減緩H₂O₂的分解速率。
②隨著反應的進行H₂O₂的濃度逐漸減少，H₂O₂的分解速率逐漸減慢。