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对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、
乙所示的实验。请回答相关问题：
(1)定性分析：同学X认为可通过观察图甲中____________________，得出Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果。这个结论________(填“合理”或“不合理”)，理由是 ____________________。
(2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是________________________。
(3)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
①实验时放出气体的总体积是________mL。 1
②放出气体所需时间为________min。
3③H2O2的初始物质的量浓度是________。
④A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为
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________>________>________>________。
⑤解释④反应速率变化的原因：____________________。 [解析] (1)通过观察两支试管中产生气泡的快慢，可比较氯化铁和硫酸铜的催化效果。但氯化铁与硫酸铜所含的阴离子不同，要准确比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，选择的试剂中阴离子种类要相同才合理。(2)比较生成气体的快慢，要知道生成40 mL气体分1别所用的时间。(3)①实验时放出气体的总体积是60 mL。②放出气3MnO2
体是20 mL，对应的时间是1 min。③根据化学方程式2H2O2=====2H2O＋O2↑进行计算，产生60 mL氧气，H2O2的物质的量浓度是2×60×0.001 L
＝0.11 mol/L。④1分钟内，A、B、C、D
22.4 L/mol×50×0.001 L
各点间产生的氧气体积分别为10 mL、13 mL、17 mL、20 mL。因此A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为D>C>B>A。⑤随着反应的进行，H2O2溶液的浓度逐渐减小，因此反应速率逐渐减慢。
[答案] (1)产生气泡的快慢 不合理 阴离子种类不同 (2)产生40 mL气体所需的时间
(3)①60 ②1 ③0.11 mol/L ④D C B A ⑤随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢
[拓展拔高]
17．将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率为0.1 mol/(L· min)。求：
(1)5 min后A的浓度c(A)＝________ mol·L－1，反应开始前容器中的A、B的物质的量：n(A)＝n(B)＝________mol。
(2)B的平均反应速率：v(B)＝________mol/(L·min)。 (3)x的值为________。
(4)5 min末，恢复到反应前温度，体系内的压强是反应前压强
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的________倍。
[解析] (1)设原混合物中A、B的物质的量为a mol，列出起始时和5 min时有关物质的物质的量。
3A(g) ＋ B(g)??xC(g) ＋ 2D(g) 起始时/mol a a 0 0 5 min时/mol a－1.5 a－0.5 0.1×2×5 0.5×2
a－1.53根据c(A)∶c(B)＝3∶5，可得＝，解得a＝3，
a－0.55
3 mol－1.5 mol
即n(A)＝n(B)＝3 mol,5 min后c(A)＝＝0.75
2 Lmol·L－1。
0.5 mol
(2)v(B)＝＝0.05 mol/(L· min)。
2 L×5 min
(3)由化学计量数之比等于物质的量的变化量之比，则＝
21
，解得x＝2。
0.5×2
(4)恒温恒压下，压强之比等于容器内气体的物质的量之比，结合题干可知，该反应前后气体的化学计量数相等，所以容器内气体的物质的量为定值，即压强不变，所以恢复到反应前温度，体系内的压强是反应前压强的1倍。
[答案] (1)0.75 3 (2)0.05 (3)2 (4)1
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人教版必修2 第2章第3节 化学反应的速率和限度（第1课时） 学案
