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1、化学反应速率过氧化氢化学式为H2O2，俗称双氧水。外观为无色透明液体，是一种强氧化剂，由于其还原产物为水，因此在工业上称为绿色氧化剂。其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。在一般情况下会分解成水和氧气，但分解速度极慢，改变条件可以加快反应速度，例如升高温度、加入适当的催化剂(MnO2、某些金属离子如Fe3+、Cu2+等)。问题1：0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中，测得在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。若溶液的体积保持50 mL不变，计算前3 min H2O2的平均速率。(素养角度证据推理与模型认知)提示：前3 min H2O2反应放出50 mL O
2、2，H2O2的分解反应为2H2O22H2O+O2，则n(H2O2)=20.004 46 mol，v(H2O2)=0.03 molL-1min-1。问题2：为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置进行实验。有同学认为上述实验设计不合理，不能得出相应的结论。请简述理由并提出改进措施。(素养角度科学探究与创新意识)提示：二者的阴离子不同，对实验会造成干扰。为消除阴离子不同造成的干扰，可将0.1 molL-1的FeCl3溶液改为0.05 molL-1的Fe2(SO4)3溶液，或者将0.1 molL-1的CuSO4溶液改为0.1 molL-1的CuCl2
3、溶液。问题3：某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30% H2O2溶液、0.1 molL-1Fe2(SO4)3溶液、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示)。(素养角度科学探究与创新意识)物理量实验序号V0.1 molL-1Fe2(SO4)3/mL1a2a提示：探究时一定要注意变量的控制，即只改变一个变量，才能说明该变量对反应的影响。表格中给出了硫酸铁的量，且体积均相等。而探究的是不同
4、浓度的双氧水分解的速率，所以必须要有不同浓度的双氧水，但题给试剂中只有30%的双氧水，因此还需要蒸馏水，要保证硫酸铁的浓度相同，必须保证两组实验中双氧水和蒸馏水的总体积相同，且两组实验中双氧水和蒸馏水的体积不同两个条件。同时还要记录两组实验中收集相同体积氧气所需时间或相同时间内收集氧气的体积大小。v(H2O2)/mLv(H2O)/mLv(O2)/mLt/s1bced2cbef或v(H2O2)/mLv(H2O)/mLt/sv(O2)/mL1bced2cbef1.氮氧化物是一种常见的大气污染物，能够引起光化学烟雾、酸雨等环境问题，因此应对大气中的氮氧化物进行处理。某研究小组利用甲烷消除NO2污染进
5、行研究，其反应为CH4+2NO2N2+CO2+2H2O。在2 L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2，测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。下列说法正确的是()组别温度时间/minn/mol010204050T1n(CH4)0.500.350.250.100.10T2n(CH4)0.500.300.180.15A.组别中，020 min内，NO2的降解速率为0.025 molL-1min-1B.由实验数据可知实验控制的温度T1T2C.40 min时，表格中T2对应反应已经达到平衡状态D.010 min内，CH4的降解速率【解析】选C。中0
6、20 min内，v(CH4)=(0.5 mol-0.25 mol)/(2 L20 min)=0.006 25 molL-1min-1，NO2的降解速率为v(NO2)=2v(CH4)=0.012 5 molL-1min-1，故A错误；温度越高反应速率越大，由实验数据可知020 min内，实验中CH4物质的量的变化量为0.25 mol，实验中CH4物质的量的变化量为0.32 mol，则实验温度高，由实验数据可知实验控制的温度T1T2，故B错误；T1、40 min时，反应达到平衡，因T2温度较高，平衡时用时更少，所以表格中40 min时T2对应反应已经达到平衡状态，故C正确；温度越高，反应速率越快，
7、则010 min内，CH4的降解速率”“=”或“T1，则温度T1T2；当温度为T1、起始压强为p0，设起始时的物质的量为1 mol，则， 2N2O(g)2N2(g)+O2(g)起始量(mol) 1 0 0t1 min时(mol)0.5 0.5 0.25t1 min时总物质的量为(0.5+0.5+0.25) mol=1.25 mol，根据等温等容条件下，压强之比等于物质的量之比，体系压强p=p0=1.25p0，(2)温度升高，化学反应速率增大，因v=kc(N2O)c(I2)0.5，则温度升高，k值增大，故A正确；化学反应速率由反应最慢的反应决定，则第二步对总反应速率起决定作用，故B错误；第二步反
8、应为慢反应，第三步反应为快反应，所以第二步活化能比第三步大，故C正确；含碘时N2O分解速率方程v=kc(N2O)c(I2)0.5，所以N2O分解速率与I2浓度有关，故D错误。答案：(1)1.010-320.0%1.25p0(2)AC【加固训练】1.NaClO2可作漂白剂，在常温下不见光时可保存一年，但在酸性溶液里因生成亚氯酸而发生分解：5HClO24ClO2+H+Cl-+2H2O。分解时，刚开始反应很慢，随后突然反应更多地释放出ClO2，这是因为()A.酸使亚氯酸的氧化性增强B.溶液中的H+起催化剂的作用C.溶液中的Cl-起催化剂的作用D.逸出的ClO2使反应的生成物的浓度降低【解析】选C。若
9、是酸使亚氯酸的氧化性增强，开始时反应速率应该就很快，故A错误；由于开始时溶液中就有氢离子，分解反应却非常慢，可见不是氢离子的催化作用，故B错误；反应开始时，溶液中氯离子浓度很小，随着反应的进行，溶液中氯离子浓度增大，反应速率加快，可见是氯离子的催化作用，故C正确；逸出的ClO2使反应的生成物的浓度降低，不会出现反应速率突然加快的现象，故D错误。2.氮元素是植物生长的必需元素，含氮化合物在工农业生产以及生活中都发挥着重要作用。(1)氮的氧化物既是空气的重要污染物，同时也是重要的化工原料。某化学课外小组查阅资料后得知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：2NO(g)N2O2(g)(快)H10K1N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)H2”“”“373 K。答案：(1)H1+H2K1K2- 6 -