Question

19．“用双氧水和二氧化锰制氧气”的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．某同学做了该实验后，展开了下列思考与探究：
（1）催化剂MnO₂的用量对反应速率有没有影响呢？
他做了这样一组实验：每次均用30mL 10%的H₂0₂溶液，采用不同量MnO₂粉末做催化剂，测定各次收集到500mL氧气时所用的时间，结果如下：（其他实验条件均相同）

实验次序	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
MnO2粉末用量（克）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
所用时间	17	8	7	5	4	3	2	2	2	2

请分析表中数据回答：MnO₂的用量对反应速率产生了怎样的影响呢？答：在一定范围内，MnO₂的用量越大，反应越快．
（2）H₂O₂溶液的溶质质量分数对反应速率有没有影响呢？
他又做了一组实验：每次均取5mL 30%的H₂O₂溶液，然后稀释成不同溶质质量分数的溶液进行实验．记录数据如下：（实验均在20℃室温下进行，其他实验条件也均相同）

实验次序	1	2	3	4	5	6	7	8
H2O2溶液溶质质量分数	1%	3%	5%	10%	15%	20%	25%	30%
MnO2粉末用量（克）	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
收集到540mL气体时所用时间（秒）	660	220	205	80	25	9	4	3
反应后液体温度（℃）	24	34	39	56	65	67	69	70

请分析表中数据回答：H₂O₂溶液的溶质质量分数对反应速率产生了怎样的影响？答：H₂O₂溶液的溶质质量分数越大，反应越快．由表中数据还可看出，该反应是个放热反应（填“放热”或“吸热”）．
（3）还有哪些因素可能影响该反应的速率呢？请说出你的一个猜想：MnO₂颗粒大小、环境温度、气压、是否振荡等．（题中已经指出的影响因素除外）

Answer 1

分析 根据过氧化氢是实验室制取氧气所需要的一种重要的药品，很多因素影响过氧化氢的分解速率影响，如温度，温度高反应速度快；过氧化氢的浓度越大反应速度越快；使用催化剂能加快其反应速度等，本题就是从这些角度探究了影响过氧化氢分解速率的因素，依据表中提供的数据结合相关的化学知识解答即可．

解答 解：过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（1）从表中可以看出，采用了H₂O₂相同浓度和相同量，随着MnO₂增加，收集到相同体积的O₂所用时间也减少，说明反应速度在加快；但是当MnO₂达到0.7g后所用时间就相同了，所以在一定范围内增加MnO₂加快反应速度．
故答案为：在一定范围内，MnO₂的用量越大，反应越快；
（2）从表中可以看出，随着H₂O₂溶液的质量分数提高，MnO₂加入的量相同，收集到相同体积的O₂所用时间也在减少，反应的速度在增加；
同样温度开始反应，反应后温度比反应前提高，这说明是放热反应；
故答案为：H₂O₂溶液的溶质质量分数越大，反应越快；
（3）从提高温度、增大物之间的接触面积都可以加快化学反应的速率分析即可，如MnO₂颗粒大小、环境温度、气压、是否振荡等．
故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（1）在一定范围内，MnO₂的用量越大，反应越快；
（2）H₂O₂溶液的溶质质量分数越大，反应越快；放热；
（3）MnO₂颗粒大小、环境温度、气压、是否振荡等．

点评 本题通过对比实验结果的分析，找到事物的内在联系，考查了学生分析问题的能力，同时也是对影响反应速率因素这一知识点的重点考查．