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专题四 化学反应条件的控制 4.2 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响
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:B
2.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,增加了单位体积内活化分子百分比,使反应速率加快。
答案:C
3.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:B
4.(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+O3ClO+O2,ClO+OCl+O2。下列说法不正确的是( )
A.反应后O3转变为O2
B.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:CD
5.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
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:C
6.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:D
7.(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++H2O22Fe2++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,Fe2+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:H2O2的氧化性<Fe3+的氧化性,H2O2的还原性<Fe2+的还原性,A错;2H2O22H2O+O2↑,分解过程中,Fe2+作催化剂,溶液pH不变,B错;H2O2分解,Fe3+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:CD
8.(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+I22HIO, ,
总反应式为 。
解析: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) 2H2O2O2↑+2H2O
(2)2HIO+H2O2I2+O2↑+2H2O 2H2O2O2↑+2H2O
9.学校化学兴趣小组学习了二氧化锰能作过氧化氢分