Question

3．某化学兴趣小组的同学利用过氧化氮分解来探究影响化学反应速率的因素，他们设计如下的实验，并记录了相关数据：

实验序号	过氧化氢溶液浓度/%	过氧化氢溶液体积/mL	二氧化锰的用量/g	温度/℃	收集氧气的体积/mL	反应所需的时间/s
①	5	2	0.1	20	20	48
②	10	2	0.1	20	20	30
③	10	2	0.1	40	20	18
④	15	2	0.1	60	20	6

（1）在上述实验中二氧化锰起催化作用．
（2）写出该实验涉及反应的文字表达式：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气．
（3）通过实验①②对比可知，化学反应速率与过氧化氢浓度有关；从实验②③对比可知，化学反应速率与温度有关．
（4）同学们设计了如图1所示的装置进行实验，其中量筒的作用是根据进入量筒中水的体积判断生成的氧气的体积；在第四组实验中，出现了胶塞弹飞和试剂喷出的现象，导致该现象出现的原因可能是过氧化氢浓度越大则反应越剧烈．

（5）实验过程中同学们发现很难控制反应的温度，反应进行一段时间后溶液的温度总是比起始温度高，说明该反应放出热量．
（6）同学们通过记录并分析实验数据发现，过氧化氢分解的速率先增大后减小，如图2所示．请你帮他们解释其原因：反应放热能加快反应，随着反应的进行过氧化氢浓度降低，反应逐渐减慢．过氧化氢分解的快慢还可能受哪些因素影响呢？请你再举出两种因素：催化剂的种类；；催化剂的颗粒大小（催化剂的用量、是否用催化剂等）．

Answer 1

分析 （1）根据二氧化锰是过氧化氢分解制取氧气的催化剂进行解答；
（2）根据过氧化氢分解生成水和氧气进行解答；
（3）根据①②是过氧化氢浓度不同而其他条件相同，这种设计是验证反应物浓度对反应速度的影响；②③则是温度不同其他条件相同，是对温度影响化学反应速度的探究进行解答；
（4）根据量筒内排出水的体积等于生成氧气的体积以及实验的注意事项进行解答；
（5）根据反应进行一段时间后溶液的温度总是比起始温度高，说明该反应放出热量进行解答；
（6）根据温度对化学反应速率的影响进行解答．

解答 解：（1）二氧化锰是过氧化氢分解制取氧气的催化剂，所以二氧化锰起催化作用；
（2）过氧化氢分解生成水和氧气，反应的文字表达式：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；
（3）从表中分析可知：①②是过氧化氢浓度不同而其他的反应时各种量均相同，可知这一过程是考查反应物的浓度与反应速度的关系；②③则是温度不同其他条件相同，明显是对温度影响化学反应速度的探究；
（4）量筒内排出水的体积等于生成氧气的体积，所以量筒的作用是根据进入量筒中水的体积判断生成的氧气的体积；在第四组实验中，出现了胶塞弹飞和试剂喷出的现象，导致该现象出现的原因可能是过氧化氢浓度越大则反应越剧烈（答案合理即可）；
（5）反应进行一段时间后溶液的温度总是比起始温度高，说明该反应放出热量；
（6）过氧化氢分解的速率先增大后减小，如图2所示．其原因反应放热能加快反应，随着反应的进行过氧化氢浓度降低，反应逐渐减慢；影响过氧化氢分解的快慢的因素可能还有催化剂的种类；催化剂的颗粒大小（催化剂的用量、是否用催化剂等）．
故答案为：（1）催化；
（2）过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；
（3）①②；②③；
（4）根据进入量筒中水的体积判断生成的氧气的体积；过氧化氢浓度越大则反应越剧烈（答案合理即可）；
（5）放出；
（6）反应放热能加快反应，随着反应的进行过氧化氢浓度降低，反应逐渐减慢；催化剂的种类；催化剂的颗粒大小（催化剂的用量、是否用催化剂等）．

点评 本题通过实验探究的方式探究了影响化学反应速度影响的因素，利用控制变量的方法进行实验探究，培养了学生分析问题解决问题的能力，认识了对化学反应速度影响的因素．