Question

氢、氧两种元素组成的常见物质有H₂O和H₂O₂，二者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 mL5%H2O2溶液		1 mL0.1 mol·L^-1FeCl3溶液
b	50 mL5%H2O2溶液	少量浓盐酸	1 mL0.1 mol·L^-1FeCl3溶液
c	50 mL5%H2O2溶液	少量浓NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L^-1FeCl3溶液
d	50 mL5%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。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________________；计算H₂O₂的初始物质的量浓度为________________ (保留两位有效数字)。

Answer

（1）① ②2H2O(g)=2H2(g)+2O2(g)ΔH=+482 kJ·mol-1③120.5

（2）①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；0.11 mol/L

【解析】

试题分析：（1）①H2O是共价化合物，是由原子和氢原子形成共价键，电子式为；

②水分解生成氧气和氢气，方程式为2H2O=2H2+O2，可知2molH2O（g）分解，生成2mol氢气和1mol氧气，则断裂4molO-H，形成1molO=O键、2mol H-H键，所以吸收的热量为4mol×463kJ/mol=1852kJ，放出的热量为498kJ+2×436kJ=1370kJ，所以吸收的热量为1852kJ-1370kJ=482kJ，所以热化学方程式为2H2O(g)=2H2(g)+2O2(g) ΔH=+482 kJ·mol-1；

③11.2L（标准状况）的H2为0.5mol，可生成0.5mol水，生成气态水放出的热量为0.5mol×0.5×482KJ=120.5kJ；

（2）①abc溶液的酸碱性不同，反应的速率不同，由图像可知在碱性条件下反应速率最大，在酸性条件下反应速率最小，可以得出的结论是其它条件不变，碱性环境能加快H2O2的分解速率，酸性环境能减缓H2O2的分解速率；

②由图像可知，曲线斜率逐渐减小，说明反应速率逐渐减小，原因是随着反应的进行H2O2的浓度逐渐减少，H2O2的分解速率逐渐减慢；根据图像可知最终生成氧气是60mL，物质的量是，所以根据方程式可知双氧水的物质的量是，则双氧水的浓度是0.11mol/L。

【考点定位】本题考查较为综合，涉及化学反应与能量变化，热化学方程式的书写、反应热的计算，化学反应速率的探究等知识

【名师点晴】该题为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意相关基础知识的积累。明确控制变量法探究影响化学反应速率的因素是解答的关键，影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中有所考查。解答此类题时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表，确定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。然后再确定另一个变量，重新进行相关分析。