Question

8．某课外兴趣小组对H₂O₂的分解速率做了如下实验探究．
（1）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150mL O₂所需的时间

浓度 时间（秒） 反应条件	30%H2O2	15%H2O2	10%H2O2	5%H2O2
（Ⅰ）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
（Ⅱ）无催化剂、加热	360	480	540	720
（Ⅲ）MnO2催化剂、加热	10	25	60	120

①该小组在设计方案时，考虑了浓度、a：温度、b：催化剂等因素对过氧化氢分解速率的影响．
②从上述影响H₂O₂分解速率的因素a和b中任选一个，说明该因素对该反应速率的影响：温度升高化学反应速率加快；反应物浓度增大化学反应速率加快；使用合适的催化剂化学反应速率加快．
（2）将质量相同但颗粒大小不同的MnO₂分别加入到5mL 5%的双氧水中，并用带火星的木条测试．测定结果如下：

催化剂 （MnO2）	操作情况	观察结果	反应完成所需的时间
粉末状	混合不振荡	剧烈反应，带火星的木条复燃	3.5分钟
块状		反应较慢，火星红亮但木条未复燃	30分钟

①写出H₂O₂发生反应的化学方程式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②实验结果说明催化剂作用的大小与接触面积有关．

Answer 1

分析 （1）过氧化氢溶液是实验室制取氧气的重要药品，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）二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，由带火星木条复燃，可知产物，由此可写出方程式；由实验现象可知，催化剂作用大小的影响因素．

解答 解：（1）①根据表中给出的数据，无催化剂不加热的情况下，不同浓度的过氧化氢溶液都是几乎不反应，在无催化剂加热的情况下，不同浓度的过氧化氢溶液都分解，说明过氧化氢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，说明过氧化氢的分解速率与浓度有关；比较同一浓度的过氧化氢溶液如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，说明过氧化氢的分解速率与温度、催化剂有关，
故答案为：温度；催化剂；
②分析表中数据可以看出，浓度越大，反应速率越快，即反应物浓度增大化学反应速率加快，加热能加快过氧化氢的分解，即温度升高化学反应速率加快，使用合适的催化剂化学反应速率加快，
故答案为：温度升高化学反应速率加快；反应物浓度增大化学反应速率加快；使用合适的催化剂化学反应速率加快；
（2）①H₂O₂在二氧化锰作用下发生反应的化学反应方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
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，说明接触面积对反应速率有影响，
故答案为：接触面积．

点评 本题通过图表数据，考查了外界条件对反应速率的影响，题目难度适中，要注意分析其他条件相同，只有一个条件改变时，如何影响反应速率．