2019-2020年高中化學(xué)專題四化學(xué)反應(yīng)條件的控制課題2催化劑對(duì)過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響作業(yè)蘇教版選修.doc

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2019-2020年高中化學(xué)專題四化學(xué)反應(yīng)條件的控制課題2催化劑對(duì)過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響作業(yè)蘇教版選修 1．下列有關(guān)催化劑的說(shuō)法不正確的是(　　) A．催化劑參與化學(xué)反應(yīng)過程 B．催化劑與化學(xué)反應(yīng)速率無(wú)關(guān) C．使用催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率 D．催化劑在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量不發(fā)生改變 2．下列敘述正確的是(　　) A．只要分子或離子間發(fā)生了碰撞，就能發(fā)生反應(yīng) B．活化分子在取向合適時(shí)一定能發(fā)生有效碰撞 C．催化劑能降低反應(yīng)的活化能，也能改變可逆反應(yīng)的平衡常數(shù) D．任何條件下催化劑的催化活性都很強(qiáng) 3．用鋁粉和碘甲烷制取(CH3)3Al時(shí)，于100 ℃條件下攪拌65 h，產(chǎn)率為0，若用超聲波，則室溫下反應(yīng)2.5小時(shí)，產(chǎn)率為96%。有關(guān)敘述正確的是(　　) A．超聲波加快反應(yīng)速率的作用小于攪拌 B．超聲波使Al溶于CH3I中乳化成為膠體 C．超聲波使化學(xué)反應(yīng)物局部急劇升溫 D．超聲波使CH3I分解為碘和甲烷的速度加快 4．F2、Cl2、Br2、I2分別與H2反應(yīng)，在相同條件下，活化分子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最大的是(　　) A．H2＋Cl2===2HCl B．H2＋F2===2HF C．H2＋I(xiàn)2===2HI D．H2＋Br2===2HBr 5．A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反應(yīng)過程中的體系總能量變化如下圖所示，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．該反應(yīng)是放熱反應(yīng) B．當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率減小 C．反應(yīng)體系中加入催化劑，E1減小、E2不變，反應(yīng)熱減小 D．反應(yīng)體系中加入催化劑，E1減小、E2減小，反應(yīng)熱不變 6．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多，某課外興趣小組用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行探究。 實(shí)驗(yàn)一：他們只利用Cu、Fe、Mg和不同濃度的硫酸(0.5 molL－1、2 molL－1、18.4 molL－1)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)研究影響反應(yīng)速率的因素。 甲同學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)報(bào)告如下表： 實(shí)　驗(yàn)　步　驟 現(xiàn)　象 結(jié)　論 ①分別取等體積的2 molL－1硫酸于試管中； ②分別投入大小、形狀相同的Cu、Fe、Mg。 反應(yīng)快慢： Mg＞Fe＞Cu 反應(yīng)物的性質(zhì)越活潑，反應(yīng)速率越快。 (1)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀_______________________；要得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，還需控制的實(shí)驗(yàn)條件是____________________。 (2)乙同學(xué)為了更精確地研究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，利用下圖裝置進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)。完成該實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)藥品是________________________；應(yīng)該測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是_________。 實(shí)驗(yàn)二：已知2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋10CO2↑，在酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)開始一段時(shí)間，反應(yīng)速率較慢，溶液褪色不明顯；但不久后溶液突然褪色，反應(yīng)速率明顯加快。 (1)針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，某同學(xué)認(rèn)為KMnO4與H2C2O4的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，導(dǎo)致溶液溫度升高，反應(yīng)速率加快。從影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素看，你猜想還可能是__________________________的影響。 (2)若用實(shí)驗(yàn)證明你的猜想，除酸性高錳酸鉀溶液、草酸溶液試劑外，還需要選擇的試劑最合理的是________(填字母)。 A．硫酸鉀 B．硫酸錳 C．氯化錳 D．水 7．某學(xué)生為了研究MnO2催化H2O2的分解設(shè)計(jì)了如圖所示裝置，回答下列問題。 (1)分液漏斗中盛有液體，打開分液漏斗的活塞時(shí)液體H2O2不能流下，可能的原因有________________________________________________________________________。 (2)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)，小試管中的液體幾乎無(wú)明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，錐形瓶中的溶液產(chǎn)生大量氣泡。但反應(yīng)一段時(shí)間后，錐形瓶?jī)?nèi)溶液產(chǎn)生氣體的速率逐漸變慢，原因可能是什么？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明？ 假設(shè)一：__________________，實(shí)驗(yàn)操作________________________________________； 假設(shè)二：_________________，實(shí)驗(yàn)操作_______________________________________。 (3)現(xiàn)有切成片狀的新鮮土豆和煮熟的土豆，證明新鮮土 豆也能催化H2O2分解(已知新鮮土豆中含有過氧化氫酶)的實(shí)驗(yàn)方法是________________________________________________________________________。 8．某研究性學(xué)習(xí)小組為證明在同溫同壓下，相同濃度相同體積的酸性不同的一元酸與足量鎂帶反應(yīng)時(shí)，生成氫氣的體積相同而反應(yīng)速率不同，同時(shí)測(cè)定實(shí)驗(yàn)室條件下的氣體摩爾體積。設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示。該實(shí)驗(yàn)的主要操作步驟如下： ①配制濃度均為1 molL－1鹽酸和醋酸溶液； ②用________量取10.00 mL 1 molL－1鹽酸和醋酸溶液分別加入兩個(gè)錐形瓶中； ③分別稱取除去表面氧化膜的鎂帶a g，并系于銅絲末端，a的數(shù)值至少為________； ④在廣口瓶中裝足量的水，按上圖所示連接好裝置，檢查裝置的氣密性； ⑤將銅絲向下移動(dòng)，使足量鎂帶浸入酸中(銅絲不與酸接觸)，至反應(yīng)完全，記錄________________________________________________________________________； ⑥反應(yīng)結(jié)束后待溫度恢復(fù)到室溫，若丙中液面高于乙中液面，讀取量筒中水的體積前，應(yīng)______________________，讀出量筒中水的體積為V mL。 請(qǐng)將上述步驟補(bǔ)充完整并回答下列問題： (1)用文字表述④檢查該裝置氣密性的操作與觀察方法： ________________________________________________________________________。 (2)本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用________(填序號(hào))的量筒。 A．100 mL　　　B．200 mL　　　C．500 mL (3)若水蒸氣的影響忽略不計(jì)，在實(shí)驗(yàn)室條件下，氣體摩爾體積的計(jì)算式為： Vm＝________。 (4)上述速率不等的原因是________，銅絲不與酸接觸的原因是________________。 參考答案 1. 答案：B　解析：使用催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，催化劑參與化學(xué)反應(yīng)過程，在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量不發(fā)生改變。故A、C、D三項(xiàng)是正確的。 2. 答案：B　解析：能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫做活化分子，B項(xiàng)正確。 3. 答案：B　解析：超聲波作用于混合物中使鋁粉與碘甲烷的接觸面積增大，從而加快了化學(xué)反應(yīng)速率。 4. 答案：B　解析：F2與H2反應(yīng)的速率最快，活化分子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最大。 5. 答案：C　解析：由圖可知，由于該反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，故升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率減小，則A、B兩項(xiàng)正確。在反應(yīng)體系中加入催化劑，可降低反應(yīng)所需要的能量，所以E1、E2均減小，加入催化劑能同等程度的改變正、逆反應(yīng)速率，因此對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)無(wú)影響，即對(duì)反應(yīng)熱也無(wú)影響，則C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。 6. 解析：實(shí)驗(yàn)一(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告可知，在硫酸的濃度相同時(shí)，探究三種金屬與硫酸反應(yīng)的速率，還需要保證三個(gè)反應(yīng)中的反應(yīng)溫度相同；(2)要研究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，應(yīng)該選用同一種金屬單質(zhì)與不同濃度的硫酸反應(yīng)，因?yàn)殂~與稀硫酸不反應(yīng)，所以不選用，濃硫酸的氧化性強(qiáng)，金屬與稀硫酸、濃硫酸的反應(yīng)原理不同，沒有可比性，所以最終選用Mg(或Fe)和0.5 molL－1硫酸和2 molL－1硫酸，通過裝置可知，需要測(cè)量產(chǎn)生氫氣的體積，當(dāng)然這里要規(guī)定好在同一時(shí)間內(nèi)，這樣的比較才有意義，即為了定量比較產(chǎn)生氫氣的速率；實(shí)驗(yàn)二(1)從反應(yīng)前后溶液中微粒的變化來(lái)看，Mn2＋的數(shù)目增大明顯，很容易猜想到可能是Mn2＋對(duì)反應(yīng)有催化作用，加快了反應(yīng)速率；驗(yàn)證時(shí)要保證條件的一致性，即不能引入其他微粒，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)有干擾，所以從B和C選項(xiàng)的比較來(lái)看，C選項(xiàng)中引入了Cl－，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論存在干擾，所以選擇B。 答案：實(shí)驗(yàn)一：(1)探究反應(yīng)物本身的性質(zhì)對(duì)反應(yīng)速率的影響　溫度相同 (2)Mg(或Fe)、0.5 molL－1硫酸和2 molL－1硫酸　測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積(或者測(cè)定收集一定體積的氣體所需的時(shí)間) 實(shí)驗(yàn)二：(1)催化劑(或硫酸錳或Mn2＋的催化作用) (2)B 7. 解析：本題考查MnO2催化H2O2分解的問題，實(shí)驗(yàn)裝置和設(shè)問的角度都很新穎。(1)是學(xué)生使用分液漏斗經(jīng)常出現(xiàn)的問題，可能的原因有：分液漏斗上口的塞子沒有打開或分液漏斗塞子上的凹槽與分液漏斗口頸部的通氣孔未對(duì)準(zhǔn)。(2)錐形瓶?jī)?nèi)H2O2的分解速率變小，只能是H2O2或MnO2的原因?？赡艿脑颍阂皇荋2O2的濃度變稀致使產(chǎn)生氣泡的速率減小，實(shí)驗(yàn)操作是向錐形瓶添加H2O2溶液，若反應(yīng)速率增大，則假設(shè)成立。二是部分MnO2的催化活性降低或喪失，實(shí)驗(yàn)操作是向錐形瓶再加入MnO2粉末，若反應(yīng)速率增大，則假設(shè)成立。(3)將片狀的新鮮土豆和煮熟的土豆同時(shí)放入H2O2溶液中，新鮮土豆片表面產(chǎn)生大量氣泡，而熟土豆片表面無(wú)明顯現(xiàn)象(過氧化氫酶在高溫下已變性，失去催化活性)，即可證明。 答案：(1)分液漏斗上口的塞子沒有打開或分液漏斗上塞子的凹槽與分液漏斗口頸部的通氣孔未對(duì)準(zhǔn) (2)H2O2溶液的濃度變稀致使產(chǎn)生氣泡變慢　向錐形瓶中添加H2O2溶液，若反應(yīng)速率增大，則假設(shè)成立　部分MnO2的催化活性降低或喪失　向錐形瓶再加入MnO2粉末，若反應(yīng)速率增大，則假設(shè)成立 (3)將片狀的新鮮土豆和煮熟的土豆同時(shí)放入H2O2溶液中，新鮮土豆片表面產(chǎn)生大量氣泡，而熟土豆片表面無(wú)明顯現(xiàn)象，即可證明。 8. 解析：①要取10.00 mL鹽酸和醋酸需用較精確的酸式滴定管。 Mg～2H＋ 24 g 2 mol a g 0.01 mol 列比例式可計(jì)算出a≥0.12 ⑤反應(yīng)過程中要記錄反應(yīng)完成時(shí)所需要的時(shí)間，從而比較反應(yīng)速率。⑥可將乙緩緩上移至乙與丙中液體在同一個(gè)水平面上。檢驗(yàn)裝置氣密性時(shí)微熱甲，觀察乙中右導(dǎo)管內(nèi)的液體變化情況；本實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體大約是112 mL，所以選擇200 mL的量筒。實(shí)驗(yàn)室條件下的氣體摩爾體積Vm＝＝0.2V Lmol－1。 答案：②酸式滴定管 ③0.12?、莘磻?yīng)起始和終了時(shí)的時(shí)間 ⑥將乙緩緩向上平移至乙與丙中液面在同一水平面上 (1)兩手掌緊貼錐形瓶外壁一會(huì)兒，如觀察到廣口瓶中右導(dǎo)管內(nèi)有一段水柱高于液面并保持不變，表明裝置不漏氣 (2)B (3)0.2V Lmol－1 (4)兩種酸溶液的氫離子濃度不同　防止形成原電池，干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察