组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应速率与化学平衡 > 影响化学反应速率的因素 > 影响化学反应速率的外因 > 催化剂对化学反应速率的影响
题型:解答题-实验探究题 难度:0.4 引用次数:665 题号:9988722
研究不同 pH 时 CuSO4 溶液对 H2O2 分解的催化作用。资料:a.Cu2O 为红色固体,难溶于水,能溶于硫酸,生成 Cu 和Cu2+。b.CuO2 为棕褐色固体,难溶于水,能溶于硫酸,生成 Cu2+和 H2O2。c.H2O2 有弱酸性:H2O2 H+ +HO2-,HO2- H+ +O22-
编号实验现象
向 1 mL pH=2 的 1 mol·L 1 CuSO4溶液中加入 0.5 mL 30% H2O2 溶液出现少量气泡
向 1 mL pH=3 的 1 mol·L 1 CuSO4溶液中加入 0.5 mL 30% H2O2 溶液立即产生少量棕黄色沉淀,出现较明显气泡
向 1 mL pH=5 的 1 mol·L 1CuSO4溶液中加入 0.5 mL 30% H2O2 溶液立即产生大量棕褐色沉淀,产生大量气泡
(1) 经检验生成的气体均为 O2,Ⅰ中 CuSO4 催化分解 H2O2 的化学方程式是__
(2)对Ⅲ中棕褐色沉淀的成分提出 2 种假设:ⅰ.CuO2,ⅱ.Cu2O 和CuO2 的混合物。为检验上述假设,进行实验Ⅳ:过滤Ⅲ中的沉淀,洗涤,加入过量硫酸,沉淀完全溶解,溶液呈蓝色,并产生少量气泡。
①若Ⅲ中生成的沉淀为 CuO2,其反应的离子方程式是__
②依据Ⅳ中沉淀完全溶解,甲同学认为假设ⅱ不成立,乙同学不同意甲同学的观点,理由是__
③为探究沉淀中是否存在 Cu2O,设计如下实验:
将Ⅲ中沉淀洗涤、干燥后,取 a g 固体溶于过量稀硫酸,充分加热。冷却后调节溶液 pH,以 PAN 为指示剂,向溶液中滴加 c mol·L1EDTA 溶液至滴定终点,消耗 EDTA 溶液 V mL。V=__,可知沉淀中不含 Cu2O,假设ⅰ成立。(已知:Cu2++EDTA= EDTA-Cu2+,M(CuO2)=96 g·mol1,M(Cu2O)=144 g·mol1
(3)结合方程式,运用化学反应原理解释Ⅲ中生成的沉淀多于Ⅱ中的原因__
(4)研究Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同 pH 时 H2O2 分解速率不同的原因。
实验Ⅴ:在试管中分别取 1 mL pH=2、3、5 的 1 mol·L1 Na2SO4 溶液,向其中各加入 0.5 mL 30% H2O2 溶液,三支试管中均无明显现象。
实验Ⅵ:__(填实验操作和现象),说明 CuO2 能够催化 H2O2 分解。
(5)综合上述实验,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同 pH 时 H2O2 的分解速率不同的原因是__

相似题推荐

解答题-实验探究题 | 较难 (0.4)
【推荐1】某化学课外小组的同学准备通过实验探究,加深对化学反应速率和化学反应限度的认识。
实验一:探究温度和浓度对反应速率的影响
实验原理及方案:在酸性溶液中,碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生反应生成碘,生成的碘可用淀粉溶液检验,根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
实验序号0.01mol/LKIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL0.01mol/LNa2SO3溶液的体积/mL水的体积/mL实验温度/℃出现蓝色的时间/s
55V10
554025
5V23525
(1)上述表格中:V1=____mL,V2=____mL。
实验二:探究KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度。
实验步骤:
i.向5mL,0.01mol/LKI溶液中滴加5~6滴0.01mol/LFeCl3溶液,充分反应后,将所得溶液分成甲、乙两等份;
ii.向甲中滴加CCl4,充分振荡;
iii.向乙中滴加KSCN。
请回答下列问题:
(2)KI和FeCl3在溶液中反应的离子方程式为:2I-+2Fe3+I2(溶液)+2Fe2+,写出该反应的平衡常数K的表达式___
(3)步骤和iii中的实验现象说明KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度,则步骤ii中的实验现象是____,且步骤iii中的实验现象是____
实验三:对铝片与相同H+浓度的盐酸和硫酸在同温同压下反应时,铝和盐酸反应速率更快的原因探究。填写下列空白:
①该同学认为:由于预先控制了反应的其他条件,那么,两次实验时反应的速率不一样的原因,只有以下五种可能:
原因I:Cl-对反应具有促进作用,而SO对反应没有影响;
原因II:Cl-对反应没有影响,而SO对反应具有阻碍作用;
(4)原因III:____
原因IV:Cl-、SO均对反应具有促进作用,但Cl-影响更大;
(5)原因V:_____
②该同学设计并进行了两组实验,即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片,分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中:
a.在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体,观察反应速率是否变化;
b.在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体,观察反应速率是否变化。
(6)若原因I是正确的,则应观察到的现象是:实验a中____,实验b中____
2022-06-25更新 | 427次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐2】工业制硫酸的过程中,SO2(g)催化氧化为SO3(g)是关键步骤,小组的同学对其反应动力学进行以下研究。
(1)600K时,向恒温刚性容器中充入2molSO2(g)、1molO2(g)和适量催化剂进行上述反应,测得SO2(g)浓度随时间变化如图所示,则从开始到平衡时的平均反应速率v(O2)=____,平衡常数K=____L·min-1

(2)小组同学查阅资料发现,该反应正反应速率的表达式为v=k•cm(SO2)•cn(O2)(k为速率常数,与温度有关),在900K时,测得正反应速率与初始浓度的关系如表所示:
初始浓度/mol·L-1正反应速率/mol·L-1·s-1
c0(SO2)c0(O2)v
0.0100.0102.5×10-3
0.0100.0205.0×10-3
0.0300.02045×10-3
①m=____,n=____,k=____mol-2·L2·s-1
②TK时,若测得k=1×103mol-2·L2·s-1,则T____900K(填“>”、“=”或“<”)。
(3)小组同学进一步发现k与反应活化能(Ea)的关系为:k=Ae(A为反应的特征常数,称为指前因子;R为气体常数,约为8.3J•mol-1•K-1;T为热力学温度,单位为K)。
①若该反应在1000K时速率常数k=2.5×104mol-2·L2·s-1,则该反应的活化能Ea=____kJ·mol-1(结果保留一位小数,已知ln10≈2.3。)
②欲降低该反应的活化能,可采取的可行措施是____
2022-03-20更新 | 172次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐3】工业尾气脱硝是减少空气污染的重要举措。回答下列问题:
(1)已知相关反应的热力学数据如下。
反应




脱硝反应___________时,为了提高该反应中NO的平衡转化率,理论上可采取的措施是___________
A.恒容时增大的压强               B.减小反应容器的容积
C.移去部分                           D.选择合适的催化剂
另一脱硝反应___________
(2)模拟工业尾气脱硝:一定条件下,将的气体与Ar混合,匀速通过催化脱硝反应器,测得NO去除率和转化率随反应温度的变化如图。

当温度低于时,NO的去除率随温度升高而升高,可能原因是___________;高于时,NO的去除率随温度升高而降低,结合(1)的信息分析其可能原因是___________
(3)中国科学家利用Cu催化剂实现电化学脱硝。通过理论计算推测电解池阴极上NO可能的转化机理及转化步骤的活化能分别如下(*表示催化剂表面吸附位,如表示吸附于催化剂表面的NOH)。
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
V.
上述反应机理中,Ⅱ~V中速率最慢的步骤是___________。若电路中有电子流过,其中生成的选择性为95%,电解池阴极生成的的物质的量为___________mmol。
2024-01-22更新 | 776次组卷
共计 平均难度:一般