Question

2．（1）催化劑能改變化學反應的速率，原因是改變化學反應的路徑．某同學在實驗中發(fā)現，向2mL5%H₂O₂溶液中分別滴入FeCl₃和FeCl₂溶液，都立即產生大量氣泡；向反應后的溶液中滴入幾滴KSCN溶液，溶液均變?yōu)榧t色．查閱資料知：FeCl₃在H₂O₂分解中發(fā)生如下反應：
①2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+2H⁺+O₂↑    ②2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O
在反應①中Fe³⁺作氧化劑；在反應②中Fe³⁺是氧化產物．有同學認為Fe²⁺也可作H₂O₂分解的催化劑，你認為該觀點是否正確，并簡述理由正確
Fe²⁺先被H₂O₂氧化：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O，再發(fā)生反應：2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+2H⁺+O₂↑，總反應為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;二價鐵離子\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，在反應前后Fe²⁺性質和質量不變，Fe²⁺作H₂O₂分解的催化劑．
（2）反應2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，加入少許MnSO₄固體能明顯觀察到溶液紫色褪去時間變短．在試管中加入4mL0.01mol/LKMnO₄酸性溶液和2mL0.1mol/LH₂C₂O₄溶液，實驗初始階段時間-速率圖象合理的是圖1中的B（填序號）．

（3）某反應體系中存在A、B、C、D四種物質，反應過程中各物質的物質的量變化如圖2所示，請寫出該反應的化學方程式2C?3A+B．
（4）焙燒明礬產生的SO₂可用于制硫酸．已知25℃、101kPa時：
2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）△H₁=-197kJ•mol^-1；
H₂O（g）═H₂O（l）△H₂=-44kJ•mol^-1；
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）═2H₂SO₄（l）△H₃=-545kJ•mol^-1．
則SO₃（g）與H₂O（l）反應的熱化學方程式是SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）化合價降低，得到電子做氧化劑，化合價升高被氧化得到氧化產物，根據反應①②可知Fe²⁺也可作H₂O₂分解的催化劑；
（2）加入少許MnSO₄固體能明顯觀察到溶液紫色褪去時間變，說明Mn²⁺對該反應有催化作用，則實驗開始反應速率慢，當生成的Mn²⁺越來越多，反應速率加快；
（3）反應物物質的量減少，生成物物質的量增加，最終各物質的量不再變化，該反應是可逆反應，則C是反應物，A、B是生成物，D一直沒變，沒有參加反應，根據相同時間A、B、C變化量之比等于計量數之比確定方程式；
（4）利用蓋斯定律，將熱化學方程式進行運算，（③-①-②×2）×$\frac{1}{2}$計算反應的焓變，得到SO₃（g）與H₂O（l）反應的熱化學方程式．

解答 解：（1）Fe³⁺化合價降低，得到電子做氧化劑，Fe²⁺化合價升高被氧化得到Fe³⁺，Fe³⁺是氧化產物；Fe²⁺先被H₂O₂氧化：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O，再發(fā)生反應：2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+2H⁺+O₂↑，總反應為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;二價鐵離子\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，在反應前后Fe²⁺性質和質量不變，Fe²⁺作H₂O₂分解的催化劑，
故答案為：氧化劑；氧化產物；正確；Fe²⁺先被H₂O₂氧化：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O，再發(fā)生反應：2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+2H⁺+O₂↑，總反應為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;二價鐵離子\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，在反應前后Fe²⁺性質和質量不變，Fe²⁺作H₂O₂分解的催化劑；
 （2）加入少許MnSO₄固體能明顯觀察到溶液紫色褪去時間變，說明Mn²⁺對該反應有催化作用，則實驗開始反應速率慢，當生成的Mn²⁺越來越多，反應速率加快，只有B符合先慢后快，
故答案為：B；
（3）反應物物質的量減少，生成物物質的量增加，最終各物質的量不再變化，該反應是可逆反應，則C是反應物，A、B是生成物，D一直沒變，沒有參加反應，根據相同時間A、B、C變化量之比為4：6：2，則各物質計量數之比為2：3：1，方程式為2C?3A+B，
故答案為：2C?3A+B；
（4）2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H₁=一197kJ/mol ①
H₂O （g）=H₂O（1）△H₂=-44kJ/mol ②
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）△H₃=一545kJ/mol③
利用蓋斯定律：（③-①-②×2）×$\frac{1}{2}$得SO₃ （g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130kJ/mol，
故答案為：SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130kJ/mol．

點評 本題探究催化劑在雙氧水分解中的作用以及催化劑對反應速率的影響，要求學生靈活運用信息解答，方程式的確定中對D的處理比較新穎，蓋斯定律屬于常規(guī)題目．