1、12016-2017 学年苏教版选修 6 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响 作业1.过氧化氢的沸点比水高,但受热容易分解。某试剂厂先制得 7%8%的过氧化氢溶液,再浓缩成 30%的溶液时,可采用的适宜方法是( )A.常压蒸馏 B.减压蒸馏C.加生石灰常压蒸馏 D.加压蒸馏解析:液态物质的沸点与压强有关,减小压强,能降低其沸点,这样就能在温度不变的情况下使水蒸发而H2O2 又不会分解。答案:B2.使用催化剂能加快反应速率的主要原因是( )A.活化分子能量明显增加B.降低活化分子的能量C.增加活化分子百分数D.增加反应活化能解析:使用催化剂,降低反应活化能,使部分能量较低的分子转化为活化分子,增
2、加了单位体积内活化分子百分比,使反应速率加快。答案:C3.下列关于催化剂的说法,正确的是( )A.催化剂能使不起反应的物质发生反应B.催化剂能改变化学反应速率C.任何化学反应,都需要催化剂D.电解水时,往水中加少量 NaOH,可使电解速率明显加快,所以 NaOH 是这个反应的催化剂解析:在电解水时,加少量 NaOH,可增大水中离子浓度,增强水的导电性,NaOH 并没有改变反应机理,故不是催化剂。另外,有些反应是不需要催化剂的,如中和反应等。答案:B4.(双选)冰箱制冷剂氟氯甲烷在高空中受紫外线辐射产生 Cl 原子 ,并进行下列反应:Cl+O3 ClO+O2,ClO+O Cl+O2。下列说法不正
3、确的是( )A.反应后 O3 转变为 O2B.Cl 原子是总反应的催化剂C.氟氯甲烷是总反应的催化剂D.ClO 是总反应的催化剂解析:由反应方程式可知 Cl 在反应前后质量和化学性质没有变化,故 Cl 是总反应催化剂。答案:CD5.合成氨时采用 500 左右的温度进行,主要是因为在该温度时( )A.合成氨的化学反应速率最大B.N2 的转化率最高C.催化剂的活性最大D.NH3 在平衡混合气体中的体积分数最大2解析:当压强一定、温度升高时,虽然能增大合成氨的反应速率,但由于合成氨反应是放热反应,升高温度会降低平衡混合物中 NH3 的含量。因此 ,从反应的理想条件来看,氨的合成反应在较低温度下进行有
4、利,但是温度过低,反应速率很小,需要很长的时间才能达到平衡状态,这在工业生产上是很不经济的。铁触媒在 500 左右时的活性最大,这是合成氨反应一般选择在 500 左右进行的重要原因之一。答案:C6.酶是蛋白质,因而酶有蛋白质的特性。酶又是生物制造出来的催化剂,能在许多有机反应中发挥作用。下图表示温度 T 与反应速率 v 的关系曲线中,有酶参加的是( )解析:要从两个方面把握酶的催化作用: 一是在室温下酶就能对某些有机反应充分发挥催化作用; 二是酶作为蛋白质在稍高温度下会发生变性而失去催化作用。D 图表示在适宜的温度下反应速率随温度升高而增大,温度过高时反应速率迅速减慢,符合酶的性质。答案:D7
5、.(双选)常温下,往 H2O2 溶液中滴加少量 FeSO4 溶液,可发生如下两个反应:2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O,2Fe3+H2O2 2Fe2+O2+2H+。下列说法正确的是( )A.H2O2 的氧化性比 Fe3+强,其还原性比 Fe2+弱B.在 H2O2 分解过程中,溶液的 pH 逐渐下降C.在 H2O2 分解过程中,Fe 2+和 Fe3+的总量保持不变D.H2O2 生产过程中要严格避免混入 Fe2+解析:结合 A、B 两个方程式,根据氧化性、还原性强弱比较规律得:H 2O2 的氧化性Fe 3+的氧化性,H 2O2的还原性Fe 2+的还原性 ,A 错;2H 2O2 2H2
6、O+O2,分解过程中,Fe 2+作催化剂,溶液 pH 不变,B 错;H 2O2分解,Fe 3+或 Fe2+作催化剂,所以总量不变; 因为 Fe2+可导致 H2O2 分解,所以 H2O2 生产过程中要避免混入Fe2+,D 正确。答案:CD8.(1)向 H2O2 溶液中滴加 FeCl3 溶液,可发生下列反应:H2O2+2Fe3+ 2Fe2+O2+2H+,H2O2+2Fe2+2H+ 2Fe3+2H2O。在以上反应中 Fe3+实际上起着 作用,总反应式为 。 (2)I2 与 Fe3+一样也可以发生上述类似反应,类比(1)在下面填入合适的化学方程式:H2O2+I2 2HIO, , 总反应式为 。 解析:
7、催化剂改变化学反应速率是通过改变化学反应的反应历程来实现的。但仅仅是改变始态到终态的途径,不改变反应的结果。即催化剂参与化学反应的特点是“先消后生 ”。(1)中的 Fe2+和(2)中的 HIO则是反应的中间产物,特点是“先生后消 ”。答案:(1)催化剂(或催化) 2H 2O2 O2+2H2O3(2)2HIO+H2O2 I2+O2+2H2O 2H 2O2 O2+2H2O9.学校化学兴趣小组学习了二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂后,想再探究其他一些物质,如氧化铝,是否也可以作过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他们的探究过程。问题:Al 2O3 能否作过氧化氢分解的催化剂?猜想:Al 2O3 能作过
8、氧化氢分解的催化剂。实验验证实验步骤 实验现象 实验结论实验一木条不复燃常温下过氧化氢溶液不易分解实验二在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量 Al2O3,然后将带火星的木条伸入试管中 木条复燃结论:Al 2O3 能加快过氧化氢分解速率,故 Al2O3 能作过氧化氢分解的催化剂。讨论与反思:经过讨论,有的同学认为只有上述两个证据,不能证明 Al2O3 能作过氧化氢的催化剂,还要补充一个探究实验。实验三:实验目的:探究 。 实验步骤:a.准确称量 Al2O3(少量)的质量;b. 完成实验二;c. 待反应结束后 ,将实验二试管里的物质进行过滤、洗涤、 、称量;d.对比反应前后 Al2O3 的质量。 分
9、析讨论:如果 Al2O3 在反应前后质量不变,则说明 Al2O3 可以作过氧化氢分解的催化剂。另有一同学认为,要证明猜想,上述三个实验还不够,需要再增加一个探究实验,探究 。 解析:据题意知实验一操作为直接将带火星的木条伸入装有 H2O2 溶液的试管中,而实验二中加入了催化剂 Al2O3,据木条复燃,说明反应生成了 O2,从而说明加入 Al2O3 能加快 H2O2 的分解。根据催化剂在化学反应前后的质量与化学性质均未发生变化这两点才可以证明 Al2O3 是 H2O2 分解的催化剂。答案:将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中 加入 Al2O3,能加快过氧化氢溶液的分解速率Al 2O3 在反
10、应前后质量是否改变 干燥Al 2O3 的化学性质在反应前后是否改变10.臭氧是一种强氧化剂,常用于消毒、灭菌等。(1)O3 与 KI 溶液反应生成的两种单质是 和 。(填化学式) (2)O3 在水中易分解,一定条件下,O 3 的浓度减少一半所需的时间(t )如下表所示。已知:O 3 的起始浓度为0.021 6 molL-1。pHt/min T/ 3.0 4.0 6.0 6.020 301 231 169 5830 158 108 48 1550 31 26 15 7pH 增大能加速 O3 分解,表明对 O3 分解起催化作用的是 。 在 30 、pH=4.0 条件下,O 3 的分解速率为 mol
11、L -1min-1。 4据表中的递变规律,推测 O3 在下列条件下分解速率依次增大的顺序为 。(填字母代号) A.40 、pH=3.0B.10 、pH=4.0C.30 、pH=7.0解析:(1)臭氧是一种强氧化剂,能氧化 I-生成单质碘,化学方程式为 O3+2KI+H2O I2+2KOH+O2;(2)pH 增大,说明碱性增强,因此起催化剂作用的是 OH-;由表中数据可知,在 30 、pH=4.0 条件下,O 3 的浓度减少一半所需的时间是 108 min,所以其反应速率是 =1.0010-4 molL-1min-1;0.0108-1108由表中数据知温度越高,pH 越大,反应速率越快,所以分解速率依次增大的顺序为 B、A 、C。答案:(1)O 2 I 2 (2) OH - 1.0010 -4B、A、C
