Question

氫氧兩種元素形成的常見物質(zhì)有H₂O與H₂O₂，在一定條件下均可分解。

（1）已知：

化學(xué)鍵	斷開1mol化學(xué)鍵所需的能量（kJ）
H—H	436
O—H	463
O=O	498

①H₂O的電子式是        。

②H₂O（g）分解的熱化學(xué)方程式是        。

③11.2 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的H₂完全燃燒，生成氣態(tài)水，放出        kJ的熱量。

（2）某同學(xué)以H₂O₂分解為例，探究濃度與溶液酸堿性對(duì)反應(yīng)速率的影響。常溫下，按照如表所示的方案完成實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	反應(yīng)物	催化劑
a	50 mL 5% H2O2溶液		1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
b	50 mL 5% H2O2溶液	少量濃鹽酸	1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
c	50 mL 5% H2O2溶液	少量濃NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
d	50 mL 5% H2O2溶液		MnO2

①測(cè)得實(shí)驗(yàn)a、b、c中生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖1所示。

 

圖1                               圖2

由該圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_________。

②測(cè)得實(shí)驗(yàn)d在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2所示。解釋反應(yīng)速率變化的原因：          。

 

Answer 1

【答案】

（1）①②+482 kJ·mol^-1③120.5 kJ.；⑵①其他條件不變，在堿性環(huán)境下加快H₂O₂的分解速率，酸性環(huán)境下減緩H₂O₂的分解速率；②隨著反應(yīng)的進(jìn)行H₂O₂的濃度逐漸減少，H₂O₂的分解速率逐漸減慢。

【解析】

試題分析：（1）①雙氧水是一種含有氧氧共價(jià)鍵和氧氫共價(jià)鍵的極性分子，電子式為：

② 斷裂化學(xué)鍵吸收能量、形成化學(xué)鍵放出能量，根據(jù)水分解化學(xué)方程：2H₂O（g）=2H₂（g）+2O₂(g)可知：2molH₂O含有4mol O—H，則斷裂需要吸收的能量為463 kJ·mol^-1×4mol=1852KJ，形成2 mol H—H和1 mol O=O釋放的能量之和為：（436 kJ·mol^-1×2mol）+498 kJ·mol^-1×1mol=1370KJ；1852KJ＞1370KJ，當(dāng)斷裂化學(xué)鍵吸收的能量大于形成化學(xué)鍵吸收的能量時(shí)，反應(yīng)吸熱，該反應(yīng)吸收的熱量為：1852KJ-1370KJ=+482 kJ，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2H₂O（g）=2H₂（g）+2O₂(g)  △H=+482 kJ·mol^-1

③根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算式可以進(jìn)行逆運(yùn)算的原理，將②中2H₂O（g）=2H₂（g）+2O₂(g)  △H=+482 kJ·mol^-1

熱化學(xué)方程式顛倒后得到：2H₂（g）+2O₂(g) =2H₂O（g）△H=-482 kJ·mol^-1，然后將11.2LH₂轉(zhuǎn)化為0.5mol，再依據(jù)剛得到的H₂燃燒的熱化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算得出11.2L H₂完全燃燒時(shí)放出的熱量為：=120.5 kJ.

⑵①結(jié)合函數(shù)圖像可知，曲線C最先出現(xiàn)拐點(diǎn)，所用的時(shí)間少，而曲線b出現(xiàn)拐點(diǎn)較晚，所用的時(shí)間長(zhǎng)，由此可知，在其他條件不變時(shí)，在堿性環(huán)境下加快H₂O₂的分解速率，酸性環(huán)境下減緩H₂O₂的分解速率。

②隨著反應(yīng)的進(jìn)行H₂O₂的濃度逐漸減少，H₂O₂的分解速率逐漸減慢。

考點(diǎn)：考查電子式、從化學(xué)鍵發(fā)生變化的角度書寫熱化學(xué)方程、應(yīng)用蓋斯定律考查反應(yīng)熱的計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素。