Question

【题目】某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了如下实验探究。

(1)下表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据：用10mL H2O2制取150mLO2所需的时间(秒)

	30% H2O2	15% H2O2	10% H2O2	5% H2O2
无催化剂、不加热	几乎不反应	几乎不反应	几乎不反应	几乎不反应
无催化剂、加热	360	480	540	720
MnO2催化剂、加热	10	25	60	120

①该研究小组在设计方案时。考虑了浓度、___________、____________等因素对过氧化氢分解速率的影响。

②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个，说明该因素对分解速率有何影响？_______________________。

(2)将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入到5mL 5%(密度为1.0g/cm3)的双氧水中，并用带火星的木条测试。测定结果如下：

实验 序号	催化剂（MnO2）	操作 情况	观察结果	反应完成 所需的时间
A	粉末状	混合不振荡	剧烈反应，带火星的木条复燃	5span>分钟
B	块状		反应较慢，火星红亮但木条未复燃	30分钟

① 写出H2O2发生分解的化学反应方程式________________。求出实验A中H2O2在5分钟内的平均反应速率________________。（结果保留小数点后两位数字）

② 实验结果说明催化剂作用的大小与____________________有关。

Answer 1

【答案】温度 催化剂 其他条件不变时，增大H2O2浓度，H2O2分解速率增大，减小H2O2浓度，H2O2分解速率减小 2H2O22H2O+O2↑ 0.29mol/(L·min) 催化剂的接触面积

【解析】

(1) H2O2在常温下很难分解得到氧气，其分解速度受浓度、温度、催化剂等因素的影响。设计实验方案来证明时，要注意实验的控制变量，以确保实验结果的准确性；

(2) MnO2是H2O2分解的催化剂，由带火星木条复燃，可知产物，由此可写出方程式；根据v=计算用H2O2表示的反应速率大小，由实验现象可知，催化剂表面大小的影响因素。

(1)①根据表中给出的数据，无催化剂不加热的情况下，不同浓度的H2O2溶液都是几乎不反应，在无催化剂加热的情况下，不同浓度的H2O2溶液都分解，说明H2O2的分解速率与温度有关，但是得到相同气体的时间不同，浓度越大，反应的速度越快，说明H2O2的分解速率与浓度有关；比较同一浓度的H2O2溶液如30%时，在无催化剂加热的时候，需要时间是360s，有催化剂加热的条件下，需要时间是10s，说明H2O2的分解速率与温度、催化剂有关，故该研究小组在设计方案时。考虑了浓度、温度、催化剂等因素对过氧化氢分解速率的影响；

②分析表中数据可以看出，浓度越大，反应速率越快；加热能加快H2O2的分解，使用合适的催化剂能使H2O2分解速率快；

(2)①H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学反应方程式为：2H2O22H2O+O2↑；c(H2O2)=mol/L=1.47mol/L，在5min内完全反应，则用H2O2表示的反应速率v(H2O2)== 0.29mol/(L·min)；

②因在其他条件相同时，粉末状二氧化锰比块状二氧化锰反应所需时间短，说明催化剂的接触面积对反应速率有影响。