（浙江专版）2018年高中化学课时跟踪检测（九）催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响苏教版选修6.doc

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1、1课时跟踪检测（九） 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响1关于催化剂的叙述，正确的是( )A催化剂在化学反应前后性质不变B催化剂在反应前后质量不变，故催化剂不参加化学反应C使用催化剂可以改变反应达到平衡的时间D催化剂可以提高反应物的转化率解析：选 C 催化剂是能改变化学反应速率而本身的质量和化学性质在反应前后均不变的物质，但其物理性质，如固体颗粒大小可能改变，A 项错误，C 项正确；催化剂参与化学反应，并且能同时、同程度地改变正反应速率和逆反应速率，故催化剂不能使化学平衡发生移动，不能改变反应物的转化率。2过氧化氢的沸点比水高，但受热容易分解。某试剂厂先制得 7%8%的过氧化氢溶液，再浓缩成

2、30%的溶液时，可采用的适宜方法是( )A常压蒸馏 B减压蒸馏C加生石灰常压蒸馏 D加压蒸馏解析：选 B 液态物质的沸点与压强有关，减小压强，能降低其沸点，这样就能在温度不是很高的情况下使水蒸发而 H2O2又不会分解。3F 2、Cl 2、Br 2、I 2分别与 H2反应，在相同条件下，活化分子的物质的量分数最大的是( )AH 2Cl 2=2HCl BH 2F 2=2HFCH 2I 2=2HI DH 2Br 2=2HBr解析：选 B 氟、氯、溴、碘的非金属性强弱的标志之一是其单质与 H2化合的难易，其本质是与氢气反应速率的快慢：氟、氯、溴、碘与 H2化合的反应速率越来越慢，活化分子百分数越来越小

3、。4使用催化剂能加快反应速率的主要原因是( )A活化分子能量明显增加 B降低活化分子的能量C增加活化分子百分数 D增加反应活化能解析：选 C 使用催化剂，能降低反应的活化能，使部分能量较低的分子转化为活化分子，增加了单位体积内活化分子百分数，使反应速率加快。5合成氨时采用 500 左右的温度进行，主要是因为在该温度时( )A合成氨的化学反应速率最大BN 2的转化率最高C催化剂的活性最大DNH 3在平衡混合气体中的体积分数最大2解析：选 C 当压强一定、温度升高时，虽然能增大合成氨的反应速率，但由于合成氨反应是放热反应，升高温度会降低平衡混合物中 NH3的含量。因此，从反应的理想条件来看，氨的合

4、成反应在较低温度下进行有利，但是温度过低，反应速率很小，需要很长的时间才能达到平衡状态，这在工业生产上是很不经济的。铁触媒在 500 左右时的活性最大，这是合成氨反应一般选择在 500 左右进行的重要原因之一。6汽车尾气在光照下分解时，即开始光化学烟雾的循环，它的形成过程可用下列化学方程式表示：NO 2=NOO,2NO O 2=2NO2，O 2O= =O3。下列有关叙述不正确的是( )A此过程中，NO 2是催化剂B在此过程中，NO 是中间产物C此过程的总反应方程式为 2O3=3O2D光化学烟雾能引起人的外呼吸功能严重障碍解析：选 C NO 2在反应前后质量和化学性质均没发生变化，只是加快了 O

5、2变成 O3的反应速率，因此 NO2是 O2变成 O3的催化剂。将三个方程式相加得到的总反应方程式为3O2=2O3。7某中学化学小组查阅资料发现金属氧化物 A 也能催化氯酸钾的分解，且 A 和二氧化锰的最佳催化温度均在 500 左右。于是对 A 和二氧化锰的催化性能进行了定量对照实验。实验时均以收满 500 mL 氧气为准(其他可能影响实验的因素已忽略)。用 MnO2作催化剂实验序号 KClO3的质量/g MnO2的质量/g 反应温度/待测数据1 8.00 2.00 5002 8.00 2.00 500用 A 作催化剂实验序号 KClO3的质量/g A 的质量/g 反应温度/待测数据1 8.0

6、0 2.00 5002 8.00 2.00 500请回答：上述实验中待测的数据应是_。完成此研究后，他们准备发表一篇研究报告，请你替他们拟一个报告的题目_。解析：金属氧化物 A 和二氧化锰对 KClO3都有催化作用，都能改变氯酸钾的分解反应速率，但催化能力不同，因而收满 500 mL 氧气所需的时间不同，故待测数据为收满 500 mL 氧气时所需用的时间。化学小组所做的实验是研究金属氧化物 A 和二氧化锰对氯酸钾的3催化能力，所以研究报告的题目是“催化剂效果对照研究” 。答案：收集 500 mL 氧气时所需用的时间 催化剂效果对照研究8在一次学生实验中，学生用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应，发现

7、：铝片与稀盐酸反应现象非常明显，而和稀硫酸几乎不反应。这和教材中“铝能跟稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气”的说法不一致。为排除因试剂变质等因素造成的影响，该学生在教师的指导下重新进行下列实验，验证是否存在上述现象：实验用品：仪器(略，凡是实验需要的都有)；实验试剂：3.0 molL1 盐酸、1.5 molL1 硫酸、3.0 molL1 硫酸；相同大小的铝片(纯度99.5%)实验过程：向三支相同的试管中分别加入相同的铝片各一片，再向试管中分别加入等体积的 3.0 molL1 盐酸、1.5 molL1 硫酸、3.0 molL1 硫酸。观察反应进行到1、2、5、15、20 分钟时的铝与酸反应的情况。结果如

8、下：反应进程(分钟) 1 2 5 15 203 molL1 盐酸 少量气泡 较多气泡 大量气泡 反应剧烈 铝片耗尽1.5 molL1 硫酸均无明显现象(无气泡产生)3 molL1 硫酸 均无明显现象(无气泡产生)通过上述实验可知，无论是用 1.5 molL1 硫酸还是 3.0 molL1 硫酸，均无明显的现象。而 3.0 molL1 盐酸与铝片反应的现象却十分明显。问题 1：为了探究“铝与稀盐酸和稀硫酸反应差异的原因” ，你能对问题的答案将作出哪些假设或猜想(列出两种即可)?假设一：_假设二：_问题 2：为了验证上述假设，你设计的实验方案是：_。解析：实验中涉及的离子反应为 2Al6H =2A

9、l3 3H 2。稀盐酸、稀硫酸都是非氧化性的酸，在水溶液中都能电离出 H ，而且在 1.5 molL1 的硫酸和 3.0 molL1 的盐酸中，氢离子的浓度都相等，均为 3.0 molL1 ；同时，由于铝片的大小和纯度都相同，根据所发生的离子反应和反应速率理论，它们的反应速率应该相同(因其他外界条件也相同)。但实验结果却和理论推测存在一定的差异，既然氢离子浓度和铝片均相同，造成的差异应该与反应(即 2Al6H =2Al3 3H 2)中有无 Cl 和 SO 有关。因此，在开展实验研究24时，应该采用向反应体系中加入等物质的量的 NaCl、Na 2SO4 固体的方法来探究 Cl 和 SO对反应造成

10、的影响，采用对比实验来进行研究。24答案：问题 1：(说明：可能存在多种假设，但只要假设合理均可)4Cl 能够促进金属铝与 H 反应SO 对 H 与金属铝的反应起阻碍作用24问题 2：(1)取 a、b、c、d 四支相同的试管，分别向试管中加入相同大小的铝片(纯度99.5%)各一片；(2)在 a、b、c 试管中依次添加 0.5 g NaCl(约 0.01 mol)、1.4 g Na2SO4(约 0.01 mol)、1.4 g Na2SO4(约 0.01 mol)固体；(3)再向 a、b 试管中加入 1.5 molL1 硫酸 5 mL，c、d 试管中加入 3.0 molL1 盐酸 5 mL，并观察

11、五支试管反应进行到 5 分钟时的现象，把现象填写在下表中：试管 所加的酸(5 mL) 添加的试剂 5 分钟后实验现象a 1.5 molL1 硫酸 0.5 g NaCl 固体(约 0.01 mol)b 1.5 molL1 硫酸 1.4 g Na2SO4固体(约 0.01 mol)c 3.0 molL1 盐酸 1.4 g Na2SO4固体(约 0.01 mol)d 3.0 molL1 盐酸 不添加(对比)9甲、乙两个实验小组利用酸性 KMnO4溶液与 H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。(1)该反应的离子方程式为(提示：H 2C2O4的一级电离常数为 5.4102 )_。设计实验方案如下(

12、实验中所用 KMnO4溶液均已加入 H2SO4)：(2)甲组：通过测定单位时间内生成 CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。实验装置如图，实验时分液漏斗中 A 溶液一次性放下，A、B 的成分见下表：序号 A 溶液 B 溶液 2 mL 0.1 molL1 H2C2O4溶液 4 mL 0.01 molL1 KMnO4溶液 2 mL 0.2 molL1 H2C2O4溶液 4 mL 0.01 molL1 KMnO4溶液 2 mL 0.2 molL1 H2C2O4溶液 4 mL 0.01 molL1 KMnO4溶液和少量 MnSO4该实验探究的是_对化学反应速率的影响。在反应停止之前，相同时间内

13、针筒中所得 CO2的体积由大到小的顺序是_(用实验序号填空)。(3)乙组：通过测定 KMnO4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率的大小。取两支试管各加入 2 mL 0.1 molL1 H2C2O4溶液，另取两支试管各加入 4 mL 0.1 5molL1 KMnO4溶液。将四支试管分成两组(各有一支盛有 H2C2O4溶液和 KMnO4溶液的试管)，一组放入冷水中，另一组放入热水中，经过一段时间后，分别混合并振荡，记录溶液褪色所需时间。该实验目的是研究_对化学反应速率的影响，但该组同学始终没有看到溶液褪色，其原因是_。解析：(1)根据题中提示可知 H2C2O4是弱酸，在离子方程式中应保留化学

14、式。(2)对比实验可探究浓度对化学反应速率的影响，对比实验可探究催化剂对化学反应速率的影响。(3)很显然乙组实验是探究温度对化学反应速率的影响，但在反应物的使用量上控制不当，题中 KMnO4溶液过量，因此不能看到明显的褪色现象。答案：(1)2MnO 5H 2C2O46H =2Mn2 10CO 28H 2O 4(2)浓度和催化剂 (3)温度 KMnO 4溶液过量10Fenton 法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好 pH 和 Fe2 浓度的废水中加入 H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物 pCP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。实验设计 控

15、制 pCP 的初始浓度相同，恒定实验温度在 298 K 或 313 K(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。c/103 molL1实验编号 实验目的 T/K pHH2O2 Fe2 为以下实验作参照 298 3 6.0 0.30 探究温度对降解反应速率的影响 298 10 6.0 0.30数据处理 实验测得 pCP 的浓度随时间变化的关系如上图。(2)请根据上图实验曲线，计算降解反应 50150 s 内的反应速率：v(pCP)_ molL 1 s1解释与结论6(3)实验、表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从

16、Fenton 法所用试剂 H2O2的角度分析原因：_。(4)实验得出的结论是：pH 等于 10 时，_。思考与交流(5)实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：_。解析：(1)依题意可知的实验温度为 313 K，实验对比是建立在其他条件相同前提下，故 pH 应与的相同。若改变 pH，其他条件不变可探究溶液 pH 对反应速率的影响。(2)实验曲线中，50150 s 时。 c(pCP)1.210 3 molL1 0.410 3 molL1 0.810 3 molL1 ，所以 v(pCP) 8.010 6 molL1 s1 。

17、0.810 3 molL 1100 s(3)在降解反应中，H 2O2产生的自由基起氧化作用，温度过高，H 2O2因热稳定性差而分解，导致降解反应速率下降。(4)由曲线可知，pH10 时， c(pCP)基本不变，反应趋于停止。(5)由(4)得到启示：在 pH10 溶液中，反应速率趋于零，可将所取样加入 NaOH 溶液中(使 pH10)；化学反应速率随温度降低而降低，故亦可用迅速大幅降温法。答案：(1)c/103 molL1实验编号 实验目的 T/K pHH2O2 Fe2 313 3 6.0 0.30探究溶液的 pH 对降解反应速率的影响(2)8.0106(3)过氧化氢在温度过高时迅速分解(4)反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止)(5)将所取样品迅速加入到一定量的 NaOH 溶液中，使 pH 约为 10(或将所取样品骤冷等其他合理答案均可)