Question

氢氧两种元素形成的常见物质有H₂O与H₂O₂，在一定条件下均可分解。

（1）已知：

化学键	断开1mol化学键所需的能量（kJ）
H—H	436
O—H	463
O=O	498

①H₂O的电子式是        。

②H₂O（g）分解的热化学方程式是        。

③11.2 L（标准状况）的H₂完全燃烧，生成气态水，放出        kJ的热量。

（2）某同学以H₂O₂分解为例，探究浓度与溶液酸碱性对反应速率的影响。常温下，按照如表所示的方案完成实验。

实验编号	反应物	催化剂
a	50 mL 5% H2O2溶液		1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
b	50 mL 5% H2O2溶液	少量浓盐酸	1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
c	50 mL 5% H2O2溶液	少量浓NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
d	50 mL 5% H2O2溶液		MnO2

①测得实验a、b、c中生成氧气的体积随时间变化的关系如图1所示。

 

图1                               图2

由该图能够得出的实验结论是_________。

②测得实验d在标准状况下放出氧气的体积随时间变化的关系如图2所示。解释反应速率变化的原因：          。

 

Answer 1

【答案】

（1）①②+482 kJ·mol^-1③120.5 kJ.；⑵①其他条件不变，在碱性环境下加快H₂O₂的分解速率，酸性环境下减缓H₂O₂的分解速率；②随着反应的进行H₂O₂的浓度逐渐减少，H₂O₂的分解速率逐渐减慢。

【解析】

试题分析：（1）①双氧水是一种含有氧氧共价键和氧氢共价键的极性分子，电子式为：

② 断裂化学键吸收能量、形成化学键放出能量，根据水分解化学方程：2H₂O（g）=2H₂（g）+2O₂(g)可知：2molH₂O含有4mol O—H，则断裂需要吸收的能量为463 kJ·mol^-1×4mol=1852KJ，形成2 mol H—H和1 mol O=O释放的能量之和为：（436 kJ·mol^-1×2mol）+498 kJ·mol^-1×1mol=1370KJ；1852KJ＞1370KJ，当断裂化学键吸收的能量大于形成化学键吸收的能量时，反应吸热，该反应吸收的热量为：1852KJ-1370KJ=+482 kJ，所以该反应的热化学方程式为：2H₂O（g）=2H₂（g）+2O₂(g)  △H=+482 kJ·mol^-1

③根据热化学方程式计算式可以进行逆运算的原理，将②中2H₂O（g）=2H₂（g）+2O₂(g)  △H=+482 kJ·mol^-1

热化学方程式颠倒后得到：2H₂（g）+2O₂(g) =2H₂O（g）△H=-482 kJ·mol^-1，然后将11.2LH₂转化为0.5mol，再依据刚得到的H₂燃烧的热化学方程式进行计算得出11.2L H₂完全燃烧时放出的热量为：=120.5 kJ.

⑵①结合函数图像可知，曲线C最先出现拐点，所用的时间少，而曲线b出现拐点较晚，所用的时间长，由此可知，在其他条件不变时，在碱性环境下加快H₂O₂的分解速率，酸性环境下减缓H₂O₂的分解速率。

②随着反应的进行H₂O₂的浓度逐渐减少，H₂O₂的分解速率逐渐减慢。

考点：考查电子式、从化学键发生变化的角度书写热化学方程、应用盖斯定律考查反应热的计算、化学反应速率及其影响因素。