Question

8．Ⅰ．某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)H₂O₂的分解做了如下探究．下表是該實(shí)驗(yàn)小組研究H₂O₂分解速率的因素時(shí)記錄的一組數(shù)據(jù)，將質(zhì)量相同但狀態(tài)不同的MnO₂分別加入盛有15mL 5%的H₂O₂溶液的大試管中，并用帶火星的木條測(cè)試，結(jié)果如下：

MnO2	觸摸試管情況	觀察結(jié)果	反應(yīng)完成所需的時(shí)間
粉末狀	很燙	劇烈反應(yīng)，帶火星的木條復(fù)燃	3.5min
塊狀	微熱	反應(yīng)較慢，火星紅亮但木條未復(fù)燃	30min

（1）寫(xiě)出上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)（填放熱或吸熱）．
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，催化劑的催化效果與接觸面積　有關(guān)．
Ⅱ．一定溫度下，在容積為VL的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：aN（g）?bM（g），M、N的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示：
（1）此反應(yīng)的化學(xué)方程式中$\frac{a}$=$\frac{2}{1}$
（2）t₁到t₂時(shí)刻，以M的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為：$\frac{1}{（{t}_{2}-{t}_{1}）V}$mol•L^-1•min^-1
（3）平衡時(shí)，N的轉(zhuǎn)化率為75%．
（4）下列敘述中能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是CE
A．反應(yīng)中M與N的物質(zhì)的量之比為1：1
B．混合氣體的總質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化
C．混合氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的變化而變化
D．單位時(shí)間內(nèi)每消耗amolN，同時(shí)生成bmolM
E．混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）二氧化錳是過(guò)氧化氫分解的催化劑，由帶火星木條復(fù)燃，可知產(chǎn)物，由此可寫(xiě)出方程式；由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，反應(yīng)放熱還是吸熱；
（2）由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知催化劑作用大小的影響因素．
Ⅱ、（1）化學(xué)方程式的系數(shù)之比等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化量之比；
（2）根據(jù)v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計(jì)算v（M）；
（3）由圖可知，N為反應(yīng)物，N的起始物質(zhì)的量為8mol，平衡時(shí)參加反應(yīng)的N的物質(zhì)的量為8mol-2mol=6mol，在結(jié)合轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算；
（4）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)），各物質(zhì)的濃度、含量不再改變，以及由此衍生的一些物理量也不變，以此進(jìn)行判斷．

解答 解：Ⅰ、（1）H₂O₂在二氧化錳作用下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，根據(jù)觸摸試管的感覺(jué)可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑； 放熱；
（2）因在其他條件相同時(shí)，粉末狀二氧化錳比塊狀二氧化錳反應(yīng)所需時(shí)間短，說(shuō)明接觸面積對(duì)反應(yīng)速率有影響，
故答案為：接觸面積；
Ⅱ、（1）參加反應(yīng)的N的物質(zhì)的量為8mol-2mol=6mol，生成的M的物質(zhì)的量是5mol-2mol=3mol，所以此反應(yīng)的化學(xué)方程式中$\frac{a}$=$\frac{2}{1}$，故答案為：$\frac{2}{1}$；
（2）由圖可知，t₁到t₂時(shí)刻M的物質(zhì)的量變化為4mol-3mol=1mol，v=$\frac{\frac{（4-3）mol}{VL}}{（{t}_{2}-{t}_{1}）min}$═$\frac{1}{（{t}_{2}-{t}_{1}）V}$mol•L^-1•min^-1，故答案為：$\frac{1}{（{t}_{2}-{t}_{1}）V}$mol•L^-1•min^-1；
（3）由圖可知，N為反應(yīng)物，N的起始物質(zhì)的量為8mol，平衡時(shí)參加反應(yīng)的N的物質(zhì)的量為8mol-2mol=6mol，故N的轉(zhuǎn)化率為$\frac{6mol}{8mol}$×100%=75%，故答案為：75%；
（4）A．平衡時(shí)反應(yīng)混合物各組分的物質(zhì)的量不變，但各組分的物質(zhì)的量不一定相等，故A錯(cuò)誤；
B．混合氣體的總質(zhì)量始終不變，混合氣體總質(zhì)量不變不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故B錯(cuò)誤；
C．由于a≠b，隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體總物質(zhì)的量發(fā)生變化，混合氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的變化而變化，說(shuō)明到達(dá)平衡，故C正確；
D．單位時(shí)間內(nèi)消耗amolN，同時(shí)生成bmolM，都表示正反應(yīng)速率，反應(yīng)始終按此關(guān)系進(jìn)行，不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故D錯(cuò)誤；
E．由于a≠b，隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體總物質(zhì)的量發(fā)生變化，混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化，說(shuō)明混合氣體總的物質(zhì)的量再不變，說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故E正確；
故答案為：CE．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷，題目難度中等，注意把握由圖象判斷化學(xué)方程式的方法以及反應(yīng)現(xiàn)象與結(jié)論的推斷．