Question

13．某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)H₂O₂的分解做了如下探究：下表是該實(shí)驗(yàn)小組研究影響H₂O₂分解速率的因素時(shí)
記錄的一組數(shù)據(jù)：用10mL H₂O₂制取150mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）O₂所需的時(shí)間（s）

	30%H2O2	15%H2O2	10%H2O2	5%H2O2
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)
無催化劑加熱	360	480	t	720
MnO2催化劑加熱	10	25	60	120

（1）①該實(shí)驗(yàn)小組在設(shè)計(jì)方案時(shí)，考慮了濃度、溫度、催化劑等因素對(duì)H₂O₂分解速率的影響．
上述因素對(duì)H₂O₂分解速率的影響分別是：其他條件不變時(shí)，濃度越大反應(yīng)速率越大；其他條件不變時(shí)，溫度越高反應(yīng)速率越大；其他條件不變時(shí)，催化劑能改變反應(yīng)速率（或正催化劑能加快反應(yīng)速率）
②推測(cè)t（s）的范圍為480s-720s．
（2）下列有關(guān)催化劑的說法中正確的是BDF（填序號(hào)）
A．催化劑不參與反應(yīng)，反應(yīng)前后催化劑的性質(zhì)和質(zhì)量都不變
B．催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都不變
C．催化劑能使不起反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)      D．催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率
E．任何化學(xué)反應(yīng)都需要催化劑              F．催化劑具有高度的選擇性（或?qū)Ｒ恍裕?br />（3）將質(zhì)量相同但聚集狀態(tài)不同的MnO₂分別加入15mL 5%的H₂O₂溶液中，并用帶火星的木條測(cè)試，結(jié)果如下：

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

①寫出上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，催化劑的催化效果與催化劑接觸面積有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）①過氧化氫溶液是實(shí)驗(yàn)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(jì)實(shí)驗(yàn)方案來證明時(shí)，要注意實(shí)驗(yàn)的控制變量，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性；
②選擇無催化劑加熱的實(shí)驗(yàn)找到t的范圍；
（2）在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑（又叫觸媒），催化劑的特點(diǎn)可以概括為“一變二不變”，一變是能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率，二不變是指質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后保持不變，催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，對(duì)生成物的質(zhì)量無影響；
（3）①二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；
②由實(shí)驗(yàn)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)催化劑的特點(diǎn)“一變二不變”和催化作用（改變反應(yīng)速率），了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有：溫度、催化劑、反應(yīng)物本身的性質(zhì)、狀態(tài)等，該研究小組在設(shè)計(jì)方案時(shí)，考慮了濃度、溫度、催化劑等因素對(duì)過氧化氫分解速率的影響；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，說明其他條件不變時(shí)，溫度越高反應(yīng)速率越大，但是得到相同氣體的時(shí)間不同，濃度越大，反應(yīng)的速度越快；比較同一濃度的過氧化氫溶液如30%時(shí)，在無催化劑加熱的時(shí)候，需要時(shí)間是360s，有催化劑加熱的條件下，需要時(shí)間是10s，說明其他條件不變時(shí)，催化劑能改變反應(yīng)速率（或正催化劑能加快反應(yīng)速率），
故答案為：溫度、催化劑；其他條件不變時(shí)，濃度越大反應(yīng)速率越大；其他條件不變時(shí)，溫度越高反應(yīng)速率越大；其他條件不變時(shí)，催化劑能改變反應(yīng)速率（或正催化劑能加快反應(yīng)速率）；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，15%H₂O₂在無催化劑加熱的條件下反應(yīng)需要480S，而5%H₂O₂在無催化劑加熱的條件下反應(yīng)需要720S，根據(jù)濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響可以判斷10%H₂O₂在無催化劑加熱的條件下反應(yīng)所需時(shí)間為480s-720s，
故答案為：480s-720s；
（2）A．催化劑參與反應(yīng)，只是反應(yīng)前后催化劑的性質(zhì)和質(zhì)量都不變，故A錯(cuò)誤；
B．催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都不變，故B正確；
C．催化劑不能使不起反應(yīng)的物質(zhì)之間發(fā)生反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；
D．催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，故D正確；
E．有許多化學(xué)反應(yīng)不需要催化劑就能進(jìn)行，如酸堿中和反應(yīng)無需催化劑就能快速發(fā)生，故E錯(cuò)誤；
F．根據(jù)催化劑的特點(diǎn)，催化劑具有高度的選擇性（或?qū)Ｒ恍裕�，故F正確；
故答案為：BDF；
（3）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(shí)，粉末狀二氧化錳比塊狀二氧化錳反應(yīng)所需時(shí)間短，說明催化劑接觸面積對(duì)反應(yīng)速率有影響，
故答案為：催化劑接觸面積．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)探究，為高頻考點(diǎn)，把握表格中數(shù)據(jù)、反應(yīng)速率的影響因素、控制變量法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度不大．