Question

【題目】H2O2是一種綠色氧化還原試劑，在化學研究中應用廣泛．
（1）某化學活動小組擬在同濃度Fe3+的催化下，探究H2O2濃度對H2O2分解反應速率的影響．所用試劑：30%H2O2、0.1molL﹣1Fe2（SO4）3、蒸餾水．
①寫出實驗中H2O2分解反應方程式： ．
②設計實驗方案：在不同H2O2濃度下，測定（要求所測得的數據能直接體現反應速率大小）．
③根據上述實驗要求，請將表格補充完整．

物理量 實驗序號	0.1molL﹣1Fe2（SO4）3 的體積/mL	30% H2O2 的體積/mL	H2O 的體積/mL
1	0.5	15
2	0.5	30	9.5

④查閱資料，30%的H2O2的密度為1.13g/mL，若實驗測得實驗2中H2O2全部分解所需的時間為2min，則用H2O2表示該反應在2min內的平均速率為（設溶液體積變化忽略不計）
（2）利用圖2﹣（a）和（b）中的信息，按圖（c）裝置（連接的A、B瓶中已充有NO2氣體）進行實驗．可觀察到B瓶中氣體顏色比A瓶中的（填“深”或“淺”），其原因是

Answer 1

【答案】
（1）2H2O2 2H2O+O2↑；相同時間內產生氧氣的體積多少，或生成相同體積的氧氣所需時間的多少；24.5Ml；3.75mol?L﹣1?min﹣1
（2）深；由圖（a）可知H2O2分解為放熱反應，H2O2分解使B瓶中溫度升高，再由圖（b）可知反應2NO2（g）=N2O4（g），也是放熱反應，升溫使平衡向左移動，C（NO2）增大，顏色加深
【解析】解：（1）①過氧化氫在硫酸鐵作催化劑條件下分解生成水與氧氣，
所以答案是：2H2O2 2H2O+O2↑；
②反應速率表示單位時間內物質的量濃度變化量，測定不同濃度的過氧化氫對反應速率的影響，需要測定相同時間內產生氧氣的體積多少，或生成相同體積的氧氣所需時間的多少，所以答案是：相同時間內產生氧氣的體積多少，或生成相同體積的氧氣所需時間的多少；
③測定相同時間內產生氧氣的體積多少，保證催化劑的濃度應相同，故加入硫酸鐵溶液體積不變，溶液總體積不變，都為40mL，通過改變過氧化氫和水二者體積，根據相同時間內生成氧氣的體積說明不同H2O2濃度對反應速率影響，所以答案是：24.5mL；
④30%的H2O2的密度為1.13g/mL溶液的濃度為7.5mol/L，則反應速率=7.5/2=3.75molL﹣1min﹣1 ， 所以答案是：3.75molL﹣1min﹣1；
（2.）由圖a可知，1mol過氧化氫總能量高于1mol水與0.5mol氧氣總能量，故過氧化氫分解是放熱反應，由圖b可知，2mol二氧化氮的能量高于1mol四氧化二氮的能量，故二氧化氮轉化為四氧化二氮的反應為放熱反應，所以圖c中，右側燒杯的溫度高于左側，升高溫度使2NO2（紅棕色）N2O4（無色）△H＜0，向逆反應方向移動，即向生成NO2移動，故B瓶顏色更深，所以答案是：深；2NO2（紅棕色）N2O4（無色），△H＜0是放熱反應，且雙氧水的分解反應也是放熱反應．當右邊雙氧水分解時放出的熱量會使B瓶升溫，使瓶中反應朝逆反應方向移動，即向生成NO2移動，故B瓶顏色更深．