Question

13．某實驗小組對H₂O₂的分解做了如下探究：下表是該實驗小組研究影響H₂O₂分解速率的因素時
記錄的一組數(shù)據(jù)：用10mL H₂O₂制取150mL（標準狀況下）O₂所需的時間（s）

	30%H2O2	15%H2O2	10%H2O2	5%H2O2
無催化劑不加熱	幾乎不反應	幾乎不反應	幾乎不反應	幾乎不反應
無催化劑加熱	360	480	t	720
MnO2催化劑加熱	10	25	60	120

（1）①該實驗小組在設計方案時，考慮了濃度、溫度、催化劑等因素對H₂O₂分解速率的影響．
上述因素對H₂O₂分解速率的影響分別是：其他條件不變時，濃度越大反應速率越大；其他條件不變時，溫度越高反應速率越大；其他條件不變時，催化劑能改變反應速率（或正催化劑能加快反應速率）
②推測t（s）的范圍為480s-720s．
（2）下列有關催化劑的說法中正確的是BDF（填序號）
A．催化劑不參與反應，反應前后催化劑的性質和質量都不變
B．催化劑在化學反應前后化學性質和質量都不變
C．催化劑能使不起反應的物質發(fā)生反應      D．催化劑能改變化學反應速率
E．任何化學反應都需要催化劑              F．催化劑具有高度的選擇性（或專一性）
（3）將質量相同但聚集狀態(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試，結果如下：

催化劑MnO2	操作情況	觀察結果	反應完成所需時間
粉末狀	混合不振蕩	劇烈反應，帶火星的木條復燃	3.5min
塊狀		反應較慢，火星紅亮但木條未復燃	30min

①寫出上述實驗中發(fā)生反應的化學方程式2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②實驗結果表明，催化劑的催化效果與催化劑接觸面積有關．

Answer 1

分析 （1）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，以確保實驗結果的準確性；
②選擇無催化劑加熱的實驗找到t的范圍；
（2）在化學反應里能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發(fā)生變化的物質叫做催化劑（又叫觸媒），催化劑的特點可以概括為“一變二不變”，一變是能夠改變化學反應速率，二不變是指質量和化學性質在化學反應前后保持不變，催化劑只能改變化學反應速率，對生成物的質量無影響；
（3）①二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑，由帶火星木條復燃，可知產物，由此可寫出方程式；
②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)催化劑的特點“一變二不變”和催化作用（改變反應速率），了解影響化學反應速率的因素有：溫度、催化劑、反應物本身的性質、狀態(tài)等，該研究小組在設計方案時，考慮了濃度、溫度、催化劑等因素對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，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，溫度越高反應速率越大，但是得到相同氣體的時間不同，濃度越大，反應的速度越快；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，說明其他條件不變時，催化劑能改變反應速率（或正催化劑能加快反應速率），
故答案為：溫度、催化劑；其他條件不變時，濃度越大反應速率越大；其他條件不變時，溫度越高反應速率越大；其他條件不變時，催化劑能改變反應速率（或正催化劑能加快反應速率）；
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需要480S，而5%H₂O₂在無催化劑加熱的條件下反應需要720S，根據(jù)濃度對反應速率的影響可以判斷10%H₂O₂在無催化劑加熱的條件下反應所需時間為480s-720s，
故答案為：480s-720s；
（2）A．催化劑參與反應，只是反應前后催化劑的性質和質量都不變，故A錯誤；
B．催化劑在化學反應前后化學性質和質量都不變，故B正確；
C．催化劑不能使不起反應的物質之間發(fā)生反應，故C錯誤；
D．催化劑能改變化學反應速率，故D正確；
E．有許多化學反應不需要催化劑就能進行，如酸堿中和反應無需催化劑就能快速發(fā)生，故E錯誤；
F．根據(jù)催化劑的特點，催化劑具有高度的選擇性（或專一性），故F正確；
故答案為：BDF；
（3）①H₂O₂在二氧化錳作用下發(fā)生反應的化學反應方程式為：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所需時間短，說明催化劑接觸面積對反應速率有影響，
故答案為：催化劑接觸面積．

點評 本題考查反應速率的實驗探究，為高頻考點，把握表格中數(shù)據(jù)、反應速率的影響因素、控制變量法為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度不大．