Question

催化劑在生產(chǎn)和科技領(lǐng)域中起著重大作用．為比較Fe³⁺、Cu²⁺和MnO₂對H₂O₂分解反應(yīng)的催化效果，某化學(xué)研究小組的同學(xué)分別設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗．請回答相關(guān)問題．

（1）同學(xué)X觀察甲中兩支試管產(chǎn)生氣泡的快慢，由此得出Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，其結(jié)論

不合理

（填“合理”或“不合理”），理由是

陰離子種類不同

．
（2）同學(xué)Y利用乙裝置探究MnO₂對H₂O₂分解的催化效果．將50mL H₂O₂一次性加入盛有0.10mol MnO₂粉末的燒瓶中，測得標準狀況下由量氣管讀出氣體的體積[V（量氣管）/mL]和時間（t/min）的關(guān)系如丙圖所示．
①b

＜

（填“＜”、“＞”或“=”）90mL，原因是

由于反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減小，3min～4min生成10mL氣體，那么2min～3min生成氣體的體積應(yīng)大于10mL，故b小于90mL

．
②同學(xué)Y除了探究MnO₂對H₂O₂分解速率的影響情況，還可得出

反應(yīng)物濃度

對H₂O₂分解速率的影響情況．
（3）催化劑能加快反應(yīng)速率，是因為它能改變反應(yīng)的路徑，使發(fā)生反應(yīng)所需的活化能

降低

（填“升高”“降低”“不變”）．

Answer 1

分析：（1）比較反應(yīng)速率的大小可通過生成氣泡的快慢來判斷，比較金屬陽離子的催化效果要排斥陰離子的干擾；
（2）①根據(jù)圖象斜率判斷反應(yīng)速率快慢；
②反應(yīng)過程催化劑沒變，但反應(yīng)物的濃度降低，反應(yīng)速率減�。�
（3）根據(jù)催化劑與活化能的關(guān)系解答．

解答：解：（1）催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，這里是加快速率，若圖1所示實驗中反應(yīng)速率為①＞②，則一定說明氯化鐵比硫酸銅催化效果好，因二者所含的陰離子不同，要證明Fe³⁺比Cu²⁺對H₂O₂分解催化效果好，還要使選擇的試劑中陰離子種類相同，所以得出Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，其結(jié)論不合理，故答案為：不合理；陰離子種類不同；
（2）①圖象斜率的大小反映反應(yīng)速率快慢，斜率越大，反應(yīng)速率越快，將50mL H₂O₂一次性加入盛有0.10mol MnO₂粉末的燒瓶中，由于反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減小，3min～4min生成10mL氣體，那么2min～3min生成氣體的體積應(yīng)大于10mL，故b小于90mL，
故答案為：＜；由于反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減小，3min～4min生成10mL氣體，那么2min～3min生成氣體的體積應(yīng)大于10mL，故b小于90mL；
②在加入催化劑的條件下隨著反應(yīng)物濃度的降低，反應(yīng)速率減小，故答案為：反應(yīng)物濃度；
（3）催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率是降低了反應(yīng)的活化能，故答案為：降低．

點評：本題考查了催化劑的作用，題目難度中等，解答須理清化學(xué)反應(yīng)速率與催化劑間的關(guān)系以及速率與圖象間的關(guān)系．