Question

8．某課外興趣小組對H₂O₂的分解速率做了如下實驗探究．
（1）表是該小組研究影響過氧化氫（H₂O₂）分解速率的因素時采集的一組數(shù)據(jù)：
用10mL H₂O₂制取150mL O₂所需的時間

濃度 時間（秒） 反應(yīng)條件	30%H2O2	15%H2O2	10%H2O2	5%H2O2
（Ⅰ）無催化劑、不加熱	幾乎 不反應(yīng)	幾乎 不反應(yīng)	幾乎 不反應(yīng)	幾乎 不反應(yīng)
（Ⅱ）無催化劑、加熱	360	480	540	720
（Ⅲ）MnO2催化劑、加熱	10	25	60	120

①該小組在設(shè)計方案時，考慮了濃度、a：溫度、b：催化劑等因素對過氧化氫分解速率的影響．
②從上述影響H₂O₂分解速率的因素a和b中任選一個，說明該因素對該反應(yīng)速率的影響：溫度升高化學(xué)反應(yīng)速率加快；反應(yīng)物濃度增大化學(xué)反應(yīng)速率加快；使用合適的催化劑化學(xué)反應(yīng)速率加快．
（2）將質(zhì)量相同但顆粒大小不同的MnO₂分別加入到5mL 5%的雙氧水中，并用帶火星的木條測試．測定結(jié)果如下：

催化劑 （MnO2）	操作情況	觀察結(jié)果	反應(yīng)完成所需的時間
粉末狀	混合不振蕩	劇烈反應(yīng)，帶火星的木條復(fù)燃	3.5分鐘
塊狀		反應(yīng)較慢，火星紅亮但木條未復(fù)燃	30分鐘

①寫出H₂O₂發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②實驗結(jié)果說明催化劑作用的大小與接觸面積有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）過氧化氫溶液是實驗室制取氧氣的重要藥品，在常溫下很難分解得到氧氣，其分解速度受濃度、溫度、催化劑等因素的影響設(shè)計實驗方案來證明時，要注意實驗的控制變量，以確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性；
（2）二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑，由帶火星木條復(fù)燃，可知產(chǎn)物，由此可寫出方程式；由實驗現(xiàn)象可知，催化劑作用大小的影響因素．

解答 解：（1）①根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，無催化劑不加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都是幾乎不反應(yīng)，在無催化劑加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都分解，說明過氧化氫的分解速率與溫度有關(guān)，但是得到相同氣體的時間不同，濃度越大，反應(yīng)的速度越快，說明過氧化氫的分解速率與濃度有關(guān)；比較同一濃度的過氧化氫溶液如30%時，在無催化劑加熱的時候，需要時間是360s，有催化劑加熱的條件下，需要時間是10s，說明過氧化氫的分解速率與溫度、催化劑有關(guān)，
故答案為：溫度；催化劑；
②分析表中數(shù)據(jù)可以看出，濃度越大，反應(yīng)速率越快，即反應(yīng)物濃度增大化學(xué)反應(yīng)速率加快，加熱能加快過氧化氫的分解，即溫度升高化學(xué)反應(yīng)速率加快，使用合適的催化劑化學(xué)反應(yīng)速率加快，
故答案為：溫度升高化學(xué)反應(yīng)速率加快；反應(yīng)物濃度增大化學(xué)反應(yīng)速率加快；使用合適的催化劑化學(xué)反應(yīng)速率加快；
（2）①H₂O₂在二氧化錳作用下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②因在其他條件相同時，粉末狀二氧化錳比塊狀二氧化錳反應(yīng)所需時間短，說明接觸面積對反應(yīng)速率有影響，
故答案為：接觸面積．

點評 本題通過圖表數(shù)據(jù)，考查了外界條件對反應(yīng)速率的影響，題目難度適中，要注意分析其他條件相同，只有一個條件改變時，如何影響反應(yīng)速率．