高二实验化学专题课题模块练习及答案解析2催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响.docx
- 文档编号:25508844
- 上传时间:2023-06-09
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:121.18KB
高二实验化学专题课题模块练习及答案解析2催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响.docx
《高二实验化学专题课题模块练习及答案解析2催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高二实验化学专题课题模块练习及答案解析2催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高二实验化学专题课题模块练习及答案解析2催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响
课题2 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响
1.完成下列各题空格
⑴分子或离子间的是发生化学反应的先决条件,但不是每次碰撞都会引发反应。
能够引起反应的分子(或离子)间的相互碰撞叫做,能够发生有效碰撞的分子叫做。
活化分子具有的能量,因此活化分子所占分数的大小决定的快慢。
活化分子的平均能量与所有分子的平均能量的差称为。
⑵催化剂能使反应的活化能(如图Ea、Ea’分别代表有、无催化剂时正反应的活化能),使得具有平均能量的反应物分子只要吸收较少的能量就能变成,活化分子所占分数增大,可以成千上万倍地加快反应速率。
催化剂能增大化学反应速率,但是它改变反应进行的方向,也使那些不可能发生的化学反应得以发生。
⑶影响过氧化氢分解的因素有溶液的、光、热及遇到大多数。
⑷分解反应的化学方程式为。
⑸催化剂对化学反应速率的影响
一般选用MnO2作催化剂,其以及均会影响H2O2分解的速率。
通过观察比较H2O2溶液中的快慢程度,或测定H2O2分解放出的O2的体积判断H2O2分解速率的大小。
⑹保存H2O2溶液时要注意:
从安全角度考虑,易分解产生气体的试剂不宜放在密封的中,双氧水通常盛放在干净的中。
2.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.催化剂在化学反应前后,化学性质和质量都不变
C.催化剂不能改变化学反应速率D.任何化学反应都需要催化剂
3.能够增加反应物分子中活化分子百分数的是( )
A.升高温度B.减小压强C.增大压强D.增大浓度
4.亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂,在常温下不见光时可保存一年,但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解:
5HClO2===4ClO2↑+H++Cl-+2H2O。
分解时,刚加入硫酸,反应缓慢,随后突然反应释放出大量ClO2,这是因为( )
A.酸使亚氯酸的氧化性增强B.溶液中的H+起催化作用
C.溶液中的Cl-起催化作用D.逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低
5.某反应过程中能量变化如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A.该反应为放热反应B.催化剂改变了化学反应的热效应
C.催化剂不改变化学反应过程D.催化剂改变了化学反应速率
6.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
7.汽车尾气在光照下分解时,即开始光化学烟雾的循环,它的形成过程可用下列化学方程式表示:
NO2===NO+O,2NO+O2===2NO2,O2+O===O3,下列有关叙述不正确的是( )
A.此过程中,NO2是催化剂B.在此过程中,NO是中间产物
C.此过程的总反应方程式为2O3===3O2D.光化学烟雾能引起人的外呼吸功能严重障碍
8.已知:
X(g)+Y(g)
3Z(g),X与Y在有催化剂条件下发生反应建立的平衡如下列各图实线所示,在无催化剂条件下发生反应建立的平衡如下列各图虚线所示,则相应的图示正确的是( )
9.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
实验
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
10.比较MnO2和CuO对H2O2分解反应的催化能力大小的实验中,若催化剂的质量均控制在0.1g,6%的H2O2溶液均取5mL,可选择的实验装置是( )
11.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( )
12.右图是研究催化剂对过氧化氢分解反应速率影响的实验装置图。
某学生研究小组在50mL量筒中盛满水,倒置于水槽中,通过分液漏斗把过氧化氢溶液加入锥形瓶中(内中已有适量催化剂),记录各时间段收集到的氧气的体积。
实验一:
以二氧化锰作催化剂,进行以下四组实验。
第1组:
粉末状的二氧化锰0.2g+5mL6%H2O2
第2组:
粉末状的二氧化锰0.2g+3mL10%H2O2
第3组:
粉末状的二氧化锰0.1g+5mL6%H2O2
第4组:
颗粒状的二氧化锰0.1g+5mL6%H2O2
催化剂:
MnO2
第1组
第2组
第3组
第4组
前15s产生氧气的量(mL)
11
15
8
7
前30s产生氧气的量(mL)
21
24
11
9
前45s产生氧气的量(mL)
31
35
18
12
前60s产生氧气的量(mL)
45
48
26
15
实验二:
以不同的催化剂对过氧化氢(均为5mL6%H2O2)分解反应速率影响进行研究,记录反应的时间t和相应的量筒内的气体体积读数V,用(V2—V1)/t作为反应速率的表达式(单位:
mL·s-1),得到以下实验数据:
催化剂
产生气体速率/mL·s-1
催化剂
产生气体速率/mL·s-1
MnO2
0.03
土豆
0.03
CuO
0.07
活性炭
0.12
(1)写出H2O2分解的反应方程式_________________________________________
(2)实验一的几组数据能说明____________________________________________
(3)实验二的几组数据反映出_____________________________________________
(4)用碰撞理论解释催化剂能增大化学反应速率的原因
____________________________________________________________________。
13.某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液的酸碱性对反应速率的影响。
在常温下按照如下方案完成实验。
编号
反应物
催化剂
①
10mL2%H2O2溶液
无
②
10mL5%H2O2溶液
无
③
10mL5%H2O2溶液
1mL0.1mol/LFeCl3溶液
④
10mL5%H2O2溶液+少量HCl溶液
1mL0.1mol/LFeCl3溶液
⑤
10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液
1mL0.1mol/LFeCl3溶液
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是_________________________________________________。
(2)常温下5%H2O2溶液的pH约为6,H2O2的电离方程式为___________________________________。
(3)实验①和②的目的是_____________________________________________________________________。
实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。
资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。
为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是__________。
(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析图示能够得出的实验结论是____________________________________。
14.铁生锈是比较常见的现象,某实验小组,为研究铁生锈的条件,设计了以下快速、易行的方法:
首先检查制氧气装置的气密性,然后按图连接好装置,点燃酒精灯给药品加热,持续3分钟左右,观察到的实验现象为:
①直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗,发生锈蚀;②直形管中干燥的铁丝表面依然光亮,没有发生锈蚀;③烧杯中潮湿的铁丝依然光亮。
试回答以下问题:
(1)由于与接触的介质不同,金属腐蚀分成不同类型,本实验中铁生锈属于________。
能表示其原理的反应方程式为
_________________________________。
(2)仪器A的名称为________,其中装的药品可以是________,其作用是________________。
(3)由实验可知,该类铁生锈的条件为________________。
决定铁生锈快慢的一个重要因素是________________。
课题2 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响
1.完成下列各题空格
⑴分子或离子间的是发生化学反应的先决条件,但不是每次碰撞都会引发反应。
能够引起反应的分子(或离子)间的相互碰撞叫做,能够发生有效碰撞的分子叫做。
活化分子具有的能量,因此活化分子所占分数的大小决定的快慢。
活化分子的平均能量与所有分子的平均能量的差称为。
⑵催化剂能使反应的活化能(如图Ea、Ea’分别代表有、无催化剂时正反应的活化能),使得具有平均能量的反应物分子只要吸收较少的能量就能变成,活化分子所占分数增大,可以成千上万倍地加快反应速率。
催化剂能增大化学反应速率,但是它改变反应进行的方向,也使那些不可能发生的化学反应得以发生。
⑶影响过氧化氢分解的因素有溶液的、光、热及遇到大多数。
⑷分解反应的化学方程式为。
⑸催化剂对化学反应速率的影响
一般选用MnO2作催化剂,其以及均会影响H2O2分解的速率。
通过观察比较H2O2溶液中的快慢程度,或测定H2O2分解放出的O2的体积判断H2O2分解速率的大小。
⑹保存H2O2溶液时要注意:
从安全角度考虑,易分解产生气体的试剂不宜放在密封的中,双氧水通常盛放在干净的中。
【答案】 ⑴碰撞有效碰撞,活化分子较高反应速率活化能。
⑵降低活化分子,不能不能⑶酸碱性金属氧化物。
⑷2H2O2===2H2O+O2↑。
⑸用量颗粒直径大小逸出气泡单位时间内⑹玻璃瓶聚乙烯塑料瓶。
2.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.催化剂在化学反应前后,化学性质和质量都不变
C.催化剂不能改变化学反应速率D.任何化学反应都需要催化剂
【答案】 B
3.能够增加反应物分子中活化分子百分数的是( )
A.升高温度B.减小压强C.增大压强D.增大浓度
【答案】 A
【解析】升高温度可以增加单位体积内的活化分子百分数;增大压强和增大浓度均不能增加活化分子百分数。
答案 A
4.亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂,在常温下不见光时可保存一年,但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解:
5HClO2===4ClO2↑+H++Cl-+2H2O。
分解时,刚加入硫酸,反应缓慢,随后突然反应释放出大量ClO2,这是因为( )
A.酸使亚氯酸的氧化性增强B.溶液中的H+起催化作用
C.溶液中的Cl-起催化作用D.逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低
【答案】 C
【解析】由题目信息可知,NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸,生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢,随后突然反应加快,这说明分解生成的产物中的某种物质起了催化剂的作用,故正确答案为C。
5.某反应过程中能量变化如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A.该反应为放热反应B.催化剂改变了化学反应的热效应
C.催化剂不改变化学反应过程D.催化剂改变了化学反应速率
【答案】 D
【解析】A项,反应物总能量低于生成物总能量应为吸热反应。
催化剂降低反应所需活化能,改变反应过程,改变化学反应速率,但不改变热效应,所以D正确。
6.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.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,增加了单位体积内活化分子百分数,使反应速率加快。
增加反应活化能
【答案】 C
【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,增加了单位体积内活化分子百分数,使反应速率加快。
7.汽车尾气在光照下分解时,即开始光化学烟雾的循环,它的形成过程可用下列化学方程式表示:
NO2===NO+O,2NO+O2===2NO2,O2+O===O3,下列有关叙述不正确的是( )
A.此过程中,NO2是催化剂B.在此过程中,NO是中间产物
C.此过程的总反应方程式为2O3===3O2D.光化学烟雾能引起人的外呼吸功能严重障碍
【答案】 C
【解析】NO2在反应前后质量和化学性质均没发生变化,只是加快了O2变成O3的反应速率,因此NO2是O2变成O3的催化剂。
将三个方程式相加得到的总反应方程式为3O2===2O3。
8.已知:
X(g)+Y(g)
3Z(g),X与Y在有催化剂条件下发生反应建立的平衡如下列各图实线所示,在无催化剂条件下发生反应建立的平衡如下列各图虚线所示,则相应的图示正确的是( )
【答案】 B
【解析】催化剂可增大化学反应速率,故A、C错;催化剂不能改变化学平衡,故B对,D错。
9.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
实验
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
【答案】 D
【解析】结合选项知混合液的体积都为20mL,但选项D中反应温度最高、反应物Na2S2O3的浓度最大,其反应速率最大,故最先看到浑浊(有硫单质生成)。
10.比较MnO2和CuO对H2O2分解反应的催化能力大小的实验中,若催化剂的质量均控制在0.1g,6%的H2O2溶液均取5mL,可选择的实验装置是( )
【答案】 D
【解析】A、B中长颈漏斗插入过短,不能形成液封,容易造成气体逸出;根据双氧水分解反应的化学方程式进行粗略计算可知,5mL6%的H2O2溶液完全分解产生的氧气在标况下体积约为98.6mL,C中的量筒体积太小。
故D项正确。
11.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( )
【答案】 D
【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。
12.右图是研究催化剂对过氧化氢分解反应速率影响的实验装置图。
某学生研究小组在50mL量筒中盛满水,倒置于水槽中,通过分液漏斗把过氧化氢溶液加入锥形瓶中(内中已有适量催化剂),记录各时间段收集到的氧气的体积。
实验一:
以二氧化锰作催化剂,进行以下四组实验。
第1组:
粉末状的二氧化锰0.2g+5mL6%H2O2
第2组:
粉末状的二氧化锰0.2g+3mL10%H2O2
第3组:
粉末状的二氧化锰0.1g+5mL6%H2O2
第4组:
颗粒状的二氧化锰0.1g+5mL6%H2O2
催化剂:
MnO2
第1组
第2组
第3组
第4组
前15s产生氧气的量(mL)
11
15
8
7
前30s产生氧气的量(mL)
21
24
11
9
前45s产生氧气的量(mL)
31
35
18
12
前60s产生氧气的量(mL)
45
48
26
15
实验二:
以不同的催化剂对过氧化氢(均为5mL6%H2O2)分解反应速率影响进行研究,记录反应的时间t和相应的量筒内的气体体积读数V,用(V2—V1)/t作为反应速率的表达式(单位:
mL·s-1),得到以下实验数据:
催化剂
产生气体速率/mL·s-1
催化剂
产生气体速率/mL·s-1
MnO2
0.03
土豆
0.03
CuO
0.07
活性炭
0.12
(1)写出H2O2分解的反应方程式_________________________________________
(2)实验一的几组数据能说明____________________________________________
(3)实验二的几组数据反映出_____________________________________________
(4)用碰撞理论解释催化剂能增大化学反应速率的原因________________________________。
【答案】
(1)2H2O2
2H2O+O2↑
(2)第①组和第②组反映出浓度与反应速率的关系 第③组和第④组反映出催化剂颗粒大小对反应速率的影响 第①组和第③组反映出催化剂的用量与反应速率大小的关系 (3)反映出不同催化剂对化学反应速率影响,二氧化锰和土豆的催化效果相同 (4)催化剂的使用,降低了一个反应所需的活化能,从而增大了反应体系中活化分子的百分数,使有效碰撞的机会增多,导致反应速率明显加快。
13.某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液的酸碱性对反应速率的影响。
在常温下按照如下方案完成实验。
编号
反应物
催化剂
①
10mL2%H2O2溶液
无
②
10mL5%H2O2溶液
无
③
10mL5%H2O2溶液
1mL0.1mol/LFeCl3溶液
④
10mL5%H2O2溶液+少量HCl溶液
1mL0.1mol/LFeCl3溶液
⑤
10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液
1mL0.1mol/LFeCl3溶液
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是_________________________________________________。
(2)常温下5%H2O2溶液的pH约为6,H2O2的电离方程式为___________________________________。
(3)实验①和②的目的是_____________________________________________________________________。
实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。
资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。
为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是__________。
(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析图示能够得出的实验结论是____________________________________。
【答案】
(1)降低了反应的活化能
(2)H2O2++HO
(3)探究浓度对反应速率的影响 向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)(4)碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率,但酸碱性环境对平衡移动无影响
【解析】加入催化剂可降低反应的活化能,反应速率增大;因过氧化氢显示出弱酸性,因此为部分电离;实验①和②过氧化氢的浓度不同,实验目的是探究浓度对反应速率的影响,但可能因过氧化氢性质稳定,反应速率太慢,现象不明显,可以给不同浓度的过氧化氢提供相同的温度或催化剂,进行探究浓度对反应速率的影响。
分析实验③、④、⑤表中的反应物和催化剂结合图像知道,酸碱性环境影响反应速率,对平衡移动没有影响。
14.铁生锈是比较常见的现象,某实验小组,为研究铁生锈的条件,设计了以下快速、易行的方法:
首先检查制氧气装置的气密性,然后按图连接好装置,点燃酒精灯给药品加热,持续3分钟左右,观察到的实验现象为:
①直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗,发生锈蚀;②直形管中干燥的铁丝表面依然光亮,没有发生锈蚀;③烧杯中潮湿的铁丝依然光亮。
试回答以下问题:
(1)由于与接触的介质不同,金属腐蚀分成不同类型,本实验中铁生锈属于________。
能表示其原理的反应方程式为
_________________________________。
(2)仪器A的名称为________,其中装的药品可以是________,其作用是________________。
(3)由实验可知,该类铁生锈的条件为________________。
决定铁生锈快慢的一个重要因素是________________。
【答案】
(1)电化学腐蚀 负极:
Fe-2e-===Fe2+;正极:
O2+2H2O+4e-===4OH-
(2)球形干燥管 (或无水氯化钙)碱石灰 干燥氧气 (3)H2O和O2 O2的浓度
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 实验 化学 专题 课题 模块 练习 答案 解析 催化剂 过氧化氢 分解 反应 速率 影响