题目内容

【题目】某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图实验装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下:

分析表中数据回答下列问题:

MnO2

时间

H2O2

0.1g

0.3g

0.8g

10mL1.5%

223s

67s

56s

10mL3.0%

308s

109s

98s

10mL4.5%

395s

149s

116s

(1)相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。

(2)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择。

(3)该小组的某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确________,理由是__________________________________。

(4)为加快过氧化氢的分解速率,除了使用MnO2作催化剂和改变过氧化氢的质量分数之外,还可以采取的加快反应速率的措施有_____。(回答任意两个合理的措施)

【答案】加快 0.3 不正确 H2O2的浓度扩大二倍(从1.5%→3.0%),但反应所需时间比其二倍小的多 升高温度;粉碎二氧化锰,增大其表面积。

【解析】

由题可知,该实验研究浓度和催化剂对反应速率的影响,通过表中数据可分析得出浓度和催化剂对反应速率的影响规律,因为该实验不是直接测出反应速率,而是测出反应停止的时间,要考虑反应物增多对反应时间的影响。

(1)由表格中的数据可知:相同浓度的H2O2,加入的MnO2越多,反应所用的时间越短,即分解速率越快。

(2)用0.1 g催化剂的反应速率明显小于用0.3 g和0.8 g催化剂的反应速率;用0.8 g催化剂和用0.3 g催化剂的反应速率及反应时间相差不多,但用0.3 g催化剂节约药品。

(3)从表中数据可知,相同体积3.0%的双氧水中的溶质含量是1.5%的双氧水中溶质含量的二倍,但反应的时间却比其反应时间的二倍小得多,由反应速率计算公式可得出,此实验条件下双氧水的浓度越大分解速率越快,由此得出上述结论不正确;

(4)加快反应速率的措施常见的有:增加反应物浓度、适当升高温度、增加反应物表面积(接触面积)、使用催化剂等。

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