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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)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(wèn)題。 (1)分液漏斗中盛有液體，打開(kāi)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(guò)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_(kāi)_______； 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(wèn)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(guò)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(méi)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(guò)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(wèn)題，實(shí)驗(yàn)裝置和設(shè)問(wèn)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(wèn)題，可能的原因有：分液漏斗上口的塞子沒(méi)有打開(kāi)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(guò)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(méi)有打開(kāi)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(guò)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