2021届（鲁科版）高考化学一轮复习化学反应速率学案11页

化学反应速率

过氧化氢化学式为 H2O2,俗称双氧水。外观为无色透明液体,是一种强氧化剂,由
于其还原产物为水,因此在工业上称为绿色氧化剂。其水溶液适用于医用伤口消
毒及环境消毒和食品消毒。在一般情况下会分解成水和氧气,但分解速度极慢,
改变条件可以加快反应速度,例如升高温度、加入适当的催化剂(MnO2、某些金属
离子如 Fe3+、Cu2+等)。
　问题 1:0.1 g MnO2粉末加入 50 mL H2O2溶液中,测得在标准状况下放出气体的
体积和时间的关系如图所示。若溶液的体积保持 50 mL不变,计算前 3 min H2O2
的平均速率。(素养角度——证据推理与模型认知)
提示:前 3 min H2O2反应放出 50 mL O2,H2O2的分解反应为 2H2O2 2H2O+O2↑,则
Δn(H2O2)= ×2≈0.004 46 mol,v(H2O2)= ≈0.03
mol·L-1·
min-1。
问题 2:为比较 Fe3+和 Cu2+对 H2O2分解的催化效果,某实验小组的同学设计了如
图所示的实验装置进行实验。

有同学认为上述实验设计不合理,不能得出相应的结论。请简述理由并提出改进
措施。(素养角度——科学探究与创新意识)
提示:二者的阴离子不同,对实验会造成干扰。为消除阴离子不同造成的干扰,可
将 0.1 mol·L-1的 FeCl3溶液改为 0.05 mol·L-1的 Fe2(SO4)3溶液,或者将 0.1
mol·L-1的 CuSO4溶液改为 0.1 mol·L-1的 CuCl2溶液。
问题 3:某小组拟在同浓度 Fe3+的催化下,探究 H2O2浓度对 H2O2分解反应速率的
影响。限选试剂与仪器:30% H2O2溶液、0.1 mol·L-1Fe2(SO4)3溶液、蒸馏水、锥
形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。
参照下表格式,拟定实验表格,完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的
待测物理量和所拟定的数据;数据用字母表示)。(素养角度——科学探究与创新
意识)
　　　　物理量
实验序号　　　
V[0.1 mol·L-1
Fe2(SO4)3]/mL
……
1 a ……
2 a ……
提示:探究时一定要注意变量的控制,即只改变一个变量,才能说明该变量对反
应的影响。表格中给出了硫酸铁的量,且体积均相等。而探究的是不同浓度的双
氧水分解的速率,所以必须要有不同浓度的双氧水,但题给试剂中只有 30%的双
氧水,因此还需要蒸馏水,要保证硫酸铁的浓度相同,必须保证两组实验中双氧

水和蒸馏水的总体积相同,且两组实验中双氧水和蒸馏水的体积不同两个条件。
同时还要记录两组实验中收集相同体积氧气所需时间或相同时间内收集氧气的
体积大小。
v(H2O2)/mL v(H2O)/mL v(O2)/mL t/s
1 b c e d
2 c b e f
或
v(H2O2)/mL v(H2O)/mL t/s v(O2)/mL
1 b c e d
2 c b e f
1.工业废水中的有机物能够引起水体污染,导致水体富营养化。其中 Fenton法
常用于处理含难降解有机物的工业废水,往调节好 pH和 Fe2+浓度的废水中加入
H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物
p-CP,控制 p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在 298 K或 313 K进行实验。实
验测得 p-CP的浓度随时间变化的关系如图所示,下列说法不正确的是 (　　)
A.由①可得,降解反应在 50～ 150 s内的反应速率:v(p-CP)=8.0×10-6
mol·L-1·

s-1
B.升高温度,有利于加快降解反应速率,但温度过高反应速率又会变慢
C.③目的为探究溶液的 pH对降解反应速率的影响
D.298 K下,有机物 p-CP降解速率 pH=10时比 pH=3时快
【解析】选 D。根据图象可知,曲线①中 50 s时的浓度为 1.2×10-3 mol·L-1,
150 s时浓度为 0.4×10-3 mol·L-1,则 50～ 150 s内的平均反应速率为 v(p-CP)
= = =8.0×10-6 mol·L-1·s-1,故 A正确;温度较高时,
过氧化氢不稳定易分解,所以温度过高时反而导致降解反应速率减小,升高温度,
有利于加快降解反应速率,但温度过高反应速率又会变慢,故 B正确;③目的为
探究溶液的 pH对降解反应速率的影响,通过图象曲线变化可知,当 pH=10时,随
着时间的变化,其浓度基本不变,即反应速率趋向于零,故 C正确;根据曲线③可
以得出,该反应在 pH=10的溶液基本停止,故有机物 p-CP降解速率 pH=10时比
pH=3时慢,故 D错误。
2.(2020·黄冈模拟)1799年英国化学家汉弗莱·戴...