Question

12．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素．
Ⅰ．下表是研究性學(xué)習(xí)小組研究影響過氧化氫（H₂O₂）分解速率的因素時(shí)采集的一組數(shù)據(jù)：
用10mL H₂O₂溶液制取150mL氧氣所需的時(shí)間（單位：s）

濃   度 反應(yīng)條件	30% H2O2	15% H2O2	10% H2O2	5% H2O2
無(wú)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(wú)催化劑、加  熱	360	480	540	720
MnO2催化劑、加熱	10	25	60	120

請(qǐng)你分析回答：
（1）過氧化氫分解的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）該研究小組在設(shè)計(jì)方案時(shí)，考慮了濃度、溫度、催化劑等反應(yīng)條件對(duì)過氧化氫分解速率的影響．
（3）從上述影響過氧化氫分解速率的因素中任選一個(gè)，說明該因素對(duì)分解速率有何影響？溫度升高化學(xué)反應(yīng)速率加快（或反應(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）．
（4）某同學(xué)在10mL H₂O₂ 溶液中加入一定量的二氧化錳，放出氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示，則A、B、C三點(diǎn)所表示的即時(shí)反應(yīng)速率最慢的是C．
（5）若將適量MnO₂加入酸化的H₂O₂的溶液中，MnO₂溶解產(chǎn)生Mn²⁺，反應(yīng)的離子方程式為MnO₂+2H⁺+H₂O₂=Mn²⁺+O₂↑+2H₂O．
Ⅱ．現(xiàn)提供下列實(shí)驗(yàn)用品研究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素．
實(shí)驗(yàn)儀器：試管、燒杯、量筒、天平、秒表
實(shí)驗(yàn)藥品：鋁片、鋁粉、0.5mol/L 鹽酸、5mol/L 鹽酸
①利用所提供實(shí)驗(yàn)用品，可研究的化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素是鹽酸的濃度、鋁的表面積，
為了便于觀察，你建議記錄的數(shù)據(jù)是反應(yīng)開始到停止所用的時(shí)間．
②若要研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，還需用到的主要儀器是溫度計(jì)．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）過氧化氫在催化劑存在條件下分解生成水和氧氣；
（2）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(lái)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；
（3）分別根據(jù)溫度、濃度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響角度解答；
（4）根據(jù)速率的表示方法和圖象橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的意義解答；
（5）若將適量MnO₂加入酸化的H₂O₂的溶液中，MnO₂溶解產(chǎn)生Mn²⁺，同時(shí)還會(huì)生成氧氣和水，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
Ⅱ．①①根據(jù)實(shí)驗(yàn)藥品的不同點(diǎn)分析影響因素；根據(jù)v=$\frac{△V}{△t}$確定記錄數(shù)據(jù)；
②測(cè)量溫度的儀器是溫度計(jì)．

解答 解：Ⅰ．（1）過氧化氫分解的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，無(wú)催化劑不加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都是幾乎不反應(yīng)，在無(wú)催化劑加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都分解，說明過氧化氫的分解速率與溫度有關(guān)，但是得到相同氣體的時(shí)間不同，濃度越大，反應(yīng)的速度越快，說明過氧化氫的分解速率與濃度有關(guān)；比較同一濃度的過氧化氫溶液如30%時(shí)，在無(wú)催化劑加熱的時(shí)候，需要時(shí)間是360s，有催化劑加熱的條件下，需要時(shí)間是10s，說明過氧化氫的分解速率與溫度、催化劑有關(guān)；
故答案為：溫度；催化劑；
（3）分析表中數(shù)據(jù)可以看出，濃度越大，反應(yīng)速率越快，加熱能加快過氧化氫的分解，有催化劑是分解速率快，
故答案為：溫度升高化學(xué)反應(yīng)速率加快（或反應(yīng)物濃度增大化學(xué)反應(yīng)速率加快；使用合適的催化劑化學(xué)反應(yīng)速率加快）；
（4）該圖象橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示生成氣體的體積，時(shí)間越短生成的氣體越多，反應(yīng)速率越快，所以速率最慢的為C，
故答案為：C；
（5）若將適量MnO₂加入酸化后的H₂O₂溶液中，MnO₂溶解產(chǎn)生Mn²⁺，同時(shí)生成氧氣和水，該反應(yīng)的離子方程式為：MnO₂+H₂O₂+2H⁺=Mn²⁺+O₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+2H⁺+H₂O₂=Mn²⁺+O₂↑+2H₂O；
Ⅱ．①根據(jù)提供的藥品知，鹽酸的濃度不同、鋁的表面積不同，所以研究的化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素鹽酸的濃度和鋁的表面積；
根據(jù)v=$\frac{△V}{△t}$知，為了便于觀察，記錄的數(shù)據(jù)應(yīng)該是反應(yīng)時(shí)間，
故答案為：鹽酸的濃度、鋁的表面積；反應(yīng)開始到停止所用的時(shí)間；
②若要研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，還需要測(cè)量溫度的儀器-溫度計(jì)，
故答案為：溫度計(jì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響，題目難度中等，注意設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)時(shí)，其它條件必須相同，只有一個(gè)條件不同時(shí)才能得出正確結(jié)論，熟練掌握溫度、濃度、催化劑等條件對(duì)反應(yīng)速率的影響為解答關(guān)鍵．