1、專題四 化學反應條件的控制 4.2 催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響1.過氧化氫的沸點比水高,但受熱容易分解。某試劑廠先制得7%8%的過氧化氫溶液,再濃縮成30%的溶液時,可采用的適宜方法是()A.常壓蒸餾B.減壓蒸餾C.加生石灰常壓蒸餾D.加壓蒸餾解析:液態(tài)物質(zhì)的沸點與壓強有關,減小壓強,能降低其沸點,這樣就能在溫度不變的情況下使水蒸發(fā)而H2O2又不會分解。答案:B2.使用催化劑能加快反應速率的主要原因是()A.活化分子能量明顯增加B.降低活化分子的能量C.增加活化分子百分數(shù)D.增加反應活化能解析:使用催化劑,降低反應活化能,使部分能量較低的分子轉(zhuǎn)化為活化分子,增加了單位體積內(nèi)活化分子百分

2、比,使反應速率加快。答案:C3.下列關于催化劑的說法,正確的是()A.催化劑能使不起反應的物質(zhì)發(fā)生反應B.催化劑能改變化學反應速率C.任何化學反應,都需要催化劑D.電解水時,往水中加少量NaOH,可使電解速率明顯加快,所以NaOH是這個反應的催化劑解析:在電解水時,加少量NaOH,可增大水中離子濃度,增強水的導電性,NaOH并沒有改變反應機理,故不是催化劑。另外,有些反應是不需要催化劑的,如中和反應等。答案:B4.(雙選)冰箱制冷劑氟氯甲烷在高空中受紫外線輻射產(chǎn)生Cl原子,并進行下列反應:Cl+O3ClO+O2,ClO+OCl+O2。下列說法不正確的是()A.反應后O3轉(zhuǎn)變?yōu)镺2B.Cl原子是

3、總反應的催化劑C.氟氯甲烷是總反應的催化劑D.ClO是總反應的催化劑解析:由反應方程式可知Cl在反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)沒有變化,故Cl是總反應催化劑。答案:CD5.合成氨時采用500 左右的溫度進行,主要是因為在該溫度時()A.合成氨的化學反應速率最大B.N2的轉(zhuǎn)化率最高C.催化劑的活性最大D.NH3在平衡混合氣體中的體積分數(shù)最大解析:當壓強一定、溫度升高時,雖然能增大合成氨的反應速率,但由于合成氨反應是放熱反應,升高溫度會降低平衡混合物中NH3的含量。因此,從反應的理想條件來看,氨的合成反應在較低溫度下進行有利,但是溫度過低,反應速率很小,需要很長的時間才能達到平衡狀態(tài),這在工業(yè)生產(chǎn)上是很不

4、經(jīng)濟的。鐵觸媒在500 左右時的活性最大,這是合成氨反應一般選擇在500 左右進行的重要原因之一。答案:C6.酶是蛋白質(zhì),因而酶有蛋白質(zhì)的特性。酶又是生物制造出來的催化劑,能在許多有機反應中發(fā)揮作用。下圖表示溫度T與反應速率v的關系曲線中,有酶參加的是()解析:要從兩個方面把握酶的催化作用:一是在室溫下酶就能對某些有機反應充分發(fā)揮催化作用;二是酶作為蛋白質(zhì)在稍高溫度下會發(fā)生變性而失去催化作用。D圖表示在適宜的溫度下反應速率隨溫度升高而增大,溫度過高時反應速率迅速減慢,符合酶的性質(zhì)。答案:D7.(雙選)常溫下,往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液,可發(fā)生如下兩個反應:2Fe2+H2O2+2H+

5、2Fe3+2H2O,2Fe3+H2O22Fe2+O2+2H+。下列說法正確的是()A.H2O2的氧化性比Fe3+強,其還原性比Fe2+弱B.在H2O2分解過程中,溶液的pH逐漸下降C.在H2O2分解過程中,Fe2+和Fe3+的總量保持不變D.H2O2生產(chǎn)過程中要嚴格避免混入Fe2+解析:結(jié)合A、B兩個方程式,根據(jù)氧化性、還原性強弱比較規(guī)律得:H2O2的氧化性Fe3+的氧化性,H2O2的還原性Fe2+的還原性,A錯;2H2O22H2O+O2,分解過程中,Fe2+作催化劑,溶液pH不變,B錯;H2O2分解,Fe3+或Fe2+作催化劑,所以總量不變;因為Fe2+可導致H2O2分解,所以H2O2生產(chǎn)過

6、程中要避免混入Fe2+,D正確。答案:CD8.(1)向H2O2溶液中滴加FeCl3溶液,可發(fā)生下列反應:H2O2+2Fe3+2Fe2+O2+2H+,H2O2+2Fe2+2H+2Fe3+2H2O。在以上反應中Fe3+實際上起著作用,總反應式為。(2)I2與Fe3+一樣也可以發(fā)生上述類似反應,類比(1)在下面填入合適的化學方程式:H2O2+I22HIO,總反應式為。解析:催化劑改變化學反應速率是通過改變化學反應的反應歷程來實現(xiàn)的。但僅僅是改變始態(tài)到終態(tài)的途徑,不改變反應的結(jié)果。即催化劑參與化學反應的特點是“先消后生”。(1)中的Fe2+和(2)中的HIO則是反應的中間產(chǎn)物,特點是“先生后消”。答案

7、:(1)催化劑(或催化)2H2O2O2+2H2O(2)2HIO+H2O2I2+O2+2H2O2H2O2O2+2H2O9.學?；瘜W興趣小組學習了二氧化錳能作過氧化氫分解的催化劑后,想再探究其他一些物質(zhì),如氧化鋁,是否也可以作過氧化氫分解的催化劑。請你一起參與他們的探究過程。問題:Al2O3能否作過氧化氫分解的催化劑?猜想:Al2O3能作過氧化氫分解的催化劑。實驗驗證實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論實驗一木條不復燃常溫下過氧化氫溶液不易分解實驗二在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量Al2O3,然后將帶火星的木條伸入試管中木條復燃結(jié)論:Al2O3能加快過氧化氫分解速率,故Al2O3能作過氧化氫分解的催化劑。討

8、論與反思:經(jīng)過討論,有的同學認為只有上述兩個證據(jù),不能證明Al2O3能作過氧化氫的催化劑,還要補充一個探究實驗。實驗三:實驗目的:探究。實驗步驟:a.準確稱量Al2O3(少量)的質(zhì)量;b.完成實驗二;c.待反應結(jié)束后,將實驗二試管里的物質(zhì)進行過濾、洗滌、稱量;d.對比反應前后Al2O3的質(zhì)量。分析討論:如果Al2O3在反應前后質(zhì)量不變,則說明Al2O3可以作過氧化氫分解的催化劑。另有一同學認為,要證明猜想,上述三個實驗還不夠,需要再增加一個探究實驗,探究。解析:據(jù)題意知實驗一操作為直接將帶火星的木條伸入裝有H2O2溶液的試管中,而實驗二中加入了催化劑Al2O3,據(jù)木條復燃,說明反應生成了O2,

9、從而說明加入Al2O3能加快H2O2的分解。根據(jù)催化劑在化學反應前后的質(zhì)量與化學性質(zhì)均未發(fā)生變化這兩點才可以證明Al2O3是H2O2分解的催化劑。答案:將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中加入Al2O3,能加快過氧化氫溶液的分解速率Al2O3在反應前后質(zhì)量是否改變干燥Al2O3的化學性質(zhì)在反應前后是否改變10.臭氧是一種強氧化劑,常用于消毒、滅菌等。(1)O3與KI溶液反應生成的兩種單質(zhì)是和。(填化學式)(2)O3在水中易分解,一定條件下,O3的濃度減少一半所需的時間(t)如下表所示。已知:O3的起始濃度為0.021 6 molL-1。pHt/minT/3.04.06.06.02030123116958301581084815503126157pH增大能加速O3分解,表明對O3分解起催化作用的是。在30 、pH=4.0條件下,O3的分解速率為 molL-1min-1。據(jù)表中的遞變規(guī)律,推測O3在下列條件下分解速率依次增大的順序為。(填字母代號)A.40 、pH=3.0B.10 、pH=4.0C.30 、pH=7.0解析:(1)臭氧是一種強氧化劑,能氧化I-生成單質(zhì)碘,化學方程式為O3+2KI+H2OI2+2KOH+O2;(2)pH增大,說明堿性增強,因此起催化劑作用