19. (6分)(2026·广东汕头月考改编)阅读材料,回答下列问题。
经质谱仪测定,在月球黑暗处发现有极微量的气体生成,其主要成分是氢气、氦气、氖气和氩气等。当天体中气体的分子平均运动速率大于分子脱离速率的20%时,该气体会脱离天体逸散到宇宙中。月球表面气体分子的脱离速率均为$2.4\ \mathrm{km}·\mathrm{s}^{-1}$。
(1)$0\ °\mathrm{C}$时,氢气、氦气和氮气的分子运动示意图分别如图所示。
由图分析,$0\ °\mathrm{C}$时,三种分子运动时的平均速率最低的是
$\ce{N_{2}}$(或氮气)
,可推测平均速率与分子的
相对分子质量
有关。
(2)已知月球表面最高温度超过$100\ °\mathrm{C}$。月球表面因不能留住氢气、氦气等气体分子,所以不存在稳定大气,结合资料信息说明其原因：
0 ℃时,氢分子、氦分子、氮分子的平均速率分别为1.84 km·s⁻¹、1.31 km·s⁻¹、0.49 km·s⁻¹,均大于月球表面气体分子的脱离速率的20%(2.4 km·s⁻¹×20%=0.48 km·s⁻¹),气体会脱离天体逸散到宇宙中,温度升高,分子的运动速率加快,当月球表面最高温度超过100 ℃时,分子运动速率更快,故月球表面不存在稳定大气
。
答案：19.（1）$\ce{N_{2}}$(或氮气) 相对分子质量 （2）0 ℃时,氢分子、氦分子、氮分子的平均速率分别为1.84 km·s⁻¹、1.31 km·s⁻¹、0.49 km·s⁻¹,均大于月球表面气体分子的脱离速率的20%(2.4 km·s⁻¹×20%=0.48 km·s⁻¹),气体会脱离天体逸散到宇宙中,温度升高,分子的运动速率加快,当月球表面最高温度超过100 ℃时,分子运动速率更快,故月球表面不存在稳定大气
解析:(1) 根据氢气、氦气和氮气的分子运动示意图可知,0 ℃时,三种分子运动时的平均速率最低的是氮气,由氢气的相对分子质量最小、氮气的相对分子质量最大推测,平均速率与分子的相对分子质量有关。
20. (12分)(2026·黑龙江绥化期末)某化学兴趣小组的同学发现,将适量淀粉放入过氧化氢溶液中,过氧化氢的分解速率加快。对于此现象,该小组的同学进行了如下探究。
【提出问题】淀粉能否作过氧化氢分解的催化剂?
【作出猜想】淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验探究】
(1) 填空。
(2) 实验结论:
淀粉能作过氧化氢分解的催化剂
。
【实验拓展】如图2所示装置(夹持装置已略去)可对比淀粉与二氧化锰的催化效果。实验均以生成25 mL气体为准,其他可能的影响因素忽略不计,相关数据见表。
(3) 上述实验中“待测数据”是指
收集25 mL氧气所需的时间
;若$a＞b$,则可得出的结论是
在其他条件相同时,二氧化锰对过氧化氢的催化效果比淀粉的好
。
(4) 写出在二氧化锰的作用下发生化学反应的符号表达式:
$\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{MnO_{2}}H_{2}O + O_{2}}$
。
【拓展探究】深刻理解催化剂的催化原理。
(5) 以上反应中,分子分解为原子需要吸收能量,根据图3,你认为催化剂能加速反应的原因是
催化剂改变了反应途径,降低了化学反应所需的能量,使反应更容易进行,从而加快反应速率
。
答案：20.（1）氧气 化学性质 （2）淀粉能作过氧化氢分解的催化剂 （3）收集25 mL氧气所需的时间 在其他条件相同时,二氧化锰对过氧化氢的催化效果比淀粉的好 （4）$\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{MnO_{2}}H_{2}O + O_{2}}$
（5）催化剂改变了反应途径,降低了化学反应所需的能量,使反应更容易进行,从而加快反应速率
解析:(3) 该实验的目的是对比淀粉与二氧化锰的催化效果,催化效果越好,反应速率越快,生成等量(25 mL)气体所需的时间就越短,因此“待测数据”需测量收集25 mL氧气所需的时间;若a＞b,说明淀粉催化生成25 mL气体的时间更长,反应速率更慢,即在其他条件相同,二氧化锰对过氧化氢的催化效果比淀粉的好。
