Question

13．某科學興趣小組，在老師的指導下將一個土豆（含有過氧化氫酶）切成大小和厚薄相同的若干片，取其中部分放入盛有一定體積和濃度的過氧化氫溶液的大針筒中（如圖甲所示），以探究酶促反應(yīng)的相關(guān)問題．請你根據(jù)實驗現(xiàn)象與數(shù)據(jù)分析答題．

（1）若放入的土豆片為4片時，每隔5分鐘收集一次數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出的圖線如乙圖所示．20分鐘后，氣體量不再增加的原因是過氧化氫量有限．
（2）若放入的士豆片為8片時，和上述實驗所得的乙圖曲線（實線）相比，實驗結(jié)果的曲線最可能是丙圖中c圖的虛線．如果要獲得更多的氣體，在不改變?nèi)芤后w積的條件下，可采取的方法是增加過氧化氫濃度．
（3）為保證上述實驗的科學性，需要控制的其他外界因素有溫度．
（4）若過氧化氫溶液的濃度為15%，質(zhì)量為10克，在常溫、常壓下完全分解時能產(chǎn)生多少ml的氧氣？（設(shè)氧氣的密度為1.4kg/m³）

Answer 1

分析 據(jù)圖分析，土豆（含有過氧化氫酶）可將針筒中過氧化氫分解釋放氧氣；圖2，在反應(yīng)物量一定時，隨著化學反應(yīng)的進行，溶液中反應(yīng)物逐漸減少，生成物增加量逐漸減少，最終不再有生成物產(chǎn)生．根據(jù)題目中的反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件，依據(jù)化學方程式的書寫方法，可以寫出過氧化氫分解的化學方程式；根據(jù)化學方程式找出過氧化氫、氧氣的質(zhì)量比，由過氧化氫的質(zhì)量可計算出生成的氧氣的質(zhì)量，進一步換算生成氧氣的體積．

解答 解：（1）針筒中過氧化氫有限，當實驗進行到一定時候，過氧化氫被分解完，氣體量也就不再增加．
（2）土豆片由5片改為8片，實質(zhì)是增加酶濃度，在一定范圍內(nèi)，酶濃度增加，化學反應(yīng)速率增加，但酶作為催化劑，只能加速化學反應(yīng)速率，不改變最終生成物量，符合第（2）小題c曲線．當酶溶液不變，適當增加過氧化氫的濃度可以加速化學反應(yīng)速率及獲得更多的氣體，符合第（2）小題a曲線．
（3）在研究影響酶催化活性的實驗中，有許多因素可能影響實驗結(jié)果，如反應(yīng)溫度、反應(yīng)溶液體積、反應(yīng)時間、環(huán)境氣壓等，因此實驗應(yīng)該注意控制除自變量以外的變量，使各組實驗在相同條件下進行．
（4）解：設(shè)可生成氧氣的質(zhì)量為 x．
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
68              32
10g×15%        x
$\frac{68}{10g×15%}=\frac{32}{x}$
x=0.7g，
1.4kg/m³=1.4g/mL
生成氧氣的體積為$\frac{0.7g}{1.4g/mL}$=0.5mL
答：生成氧氣的體積為4.48L
故答案為：
（1）過氧化氫量有限
（2）c；增加過氧化氫濃度
（3）溫度（或光照或氣壓等）
（4）0.5mL．

點評 本題考查酶的影響因素，意在考查學生的識圖和理解能力，屬于中檔題，解題的關(guān)鍵是理解酶能加快化學反應(yīng)速率，但不能改變化學反應(yīng)的平衡點．