Question

【題目】I某課外興趣小組對H2O2的分解速率做了如下實驗探究。

（1）下表是該小組研究影響過氧化氫(H2O2)分解速率的因素時采集的一組數據：

用10mL H2O2制取150mL O2所需的時間(秒)

無催化劑、不加熱	幾乎不反應	幾乎不反應	幾乎不反應	幾乎不反應
無催化劑、加熱	360	480	540	720
催化劑、加熱	10	25	60	120

①該研究小組在設計方案時，考慮了溫度、________、催化劑等因素對過氧化氫分解速率的影響。

②從上述影響過氧化氫分解速率的因素中任選一個，說明該因素對分解速率有何影響： _____________。

（2）將質量相同但顆粒大小不同的MnO2分別加入到5mL5%的雙氧水中，并用帶火星的木條測試。測定結果如下：

催化劑(MnO2)	操作情況	觀察結果	反應完成所需的時間
粉末狀	混合不振蕩	劇烈反應，帶火星的布條復燃	3.5分鐘
塊狀		反應較慢，火星紅亮但木條未復燃	30分鐘

實驗結果說明催化劑作用的大小與_________________________有關。

Ⅱ在體積為2L的密閉容器中充入1molH2 (g)和1molI2 (g)，在一定溫度下發生下列反應：，回答下列問題：

（1）保持容器體積不變，向其中充入1molHI(g)，反應速率_________（填“加快”“減慢”或“不變”）。

（2）保持容器內氣體壓強不變，向其中充入1mol氦氣，反應速率_________________。（填“加快”“減慢”或“不變”）。

（3）反應進行到2min，測得容器內HI的濃度為0.2mol/L，用H2表示前2min該反應的平均化學反應速率為________________________，此時I2的轉化率為____________。

Answer 1

【答案】濃度 其它條件相同時,使用催化劑比不用催化劑, H2O2分解速率更快 (或其它條件相同時,反應物H2O2的濃度越大, H2O2分解速率更快。或其它條件相同時,反應物H2O2的溫度越高, H2O2分解速率更快。) 催化劑表面積 加快 減慢 0.05mol/(L·min) 20%

【解析】

I(1)①根據表中給出的數據，無催化劑不加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都是幾乎不反應，在無催化劑加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都分解，說明過氧化氫的分解速率與溫度有關；但是得到相同氣體的時間不同，濃度越大，反應的速度越快，說明過氧化氫的分解速率與濃度有關；比較同一濃度的過氧化氫溶液如30%時，在無催化劑加熱的時候，需要時間是360s，有催化劑加熱的條件下，需要時間是10s，說明過氧化氫的分解速率與催化劑有關，故答案為：濃度；

②其它條件相同時，使用催化劑比不用催化劑， H2O2分解速率更快 (或其它條件相同時，反應物H2O2的濃度越大， H2O2分解速率更快。或其它條件相同時，反應物H2O2的溫度越高， H2O2分解速率更快。)；

(2)因在其他條件相同時，粉末狀二氧化錳比塊狀二氧化錳反應所需時間短，說明催化劑表面積對反應速率有影響，故答案為：催化劑表面積；

Ⅱ. (1)保持容器體積不變，向其中充入1molHI(g)，生成物濃度變大，逆反應速率增大，平衡左移，左移之后反應物濃度增大，正反應速率增大，之后重新達到平衡，故答案為：加快；

(2)保持容器內氣體壓強不變，向其中充入1mol氦氣，容器的體積增大，反應物和生成物的濃度都減小，所以反應速率減慢，故答案為：減慢；

(3)反應進行到2min，測得容器內HI的濃度為0.2mol/L，則v(HI)==0.1mol/(L·min)，同一反應中用不同物質表示反應速率時反應速率之比等于計量數之比，所以v(H2)= v(HI)=0.05mol/(L·min)；容器體積為2L，碘的初始濃度為0.5mol/L，平衡時HI的濃度為0.2mol/L，根據方程式可知，消耗的c(I2)=0.1mol/L，所以I2的轉化率為=20%，故答案為：0.05mol/(L·min)；20%。