Question

【題目】某課外興趣小組對H2O2的分解速率做了如下實驗探究。

(1)下表是該小組研究影響過氧化氫(H2O2)分解速率的因素時采集的一組數據：用10mL H2O2制取150mLO2所需的時間(秒)

	30% H2O2	15% H2O2	10% H2O2	5% H2O2
無催化劑、不加熱	幾乎不反應	幾乎不反應	幾乎不反應	幾乎不反應
無催化劑、加熱	360	480	540	720
MnO2催化劑、加熱	10	25	60	120

①該研究小組在設計方案時。考慮了濃度、___________、____________等因素對過氧化氫分解速率的影響。

②從上述影響過氧化氫分解速率的因素中任選一個，說明該因素對分解速率有何影響？_______________________。

(2)將質量相同但聚集狀態不同的MnO2分別加入到5mL 5%(密度為1.0g/cm3)的雙氧水中，并用帶火星的木條測試。測定結果如下：

實驗 序號	催化劑（MnO2）	操作 情況	觀察結果	反應完成 所需的時間
A	粉末狀	混合不振蕩	劇烈反應，帶火星的木條復燃	5span>分鐘
B	塊狀		反應較慢，火星紅亮但木條未復燃	30分鐘

① 寫出H2O2發生分解的化學反應方程式________________。求出實驗A中H2O2在5分鐘內的平均反應速率________________。（結果保留小數點后兩位數字）

② 實驗結果說明催化劑作用的大小與____________________有關。

Answer 1

【答案】溫度 催化劑 其他條件不變時，增大H2O2濃度，H2O2分解速率增大，減小H2O2濃度，H2O2分解速率減小 2H2O22H2O+O2↑ 0.29mol/(L·min) 催化劑的接觸面積

【解析】

(1) H2O2在常溫下很難分解得到氧氣，其分解速度受濃度、溫度、催化劑等因素的影響。設計實驗方案來證明時，要注意實驗的控制變量，以確保實驗結果的準確性；

(2) MnO2是H2O2分解的催化劑，由帶火星木條復燃，可知產物，由此可寫出方程式；根據v=計算用H2O2表示的反應速率大小，由實驗現象可知，催化劑表面大小的影響因素。

(1)①根據表中給出的數據，無催化劑不加熱的情況下，不同濃度的H2O2溶液都是幾乎不反應，在無催化劑加熱的情況下，不同濃度的H2O2溶液都分解，說明H2O2的分解速率與溫度有關，但是得到相同氣體的時間不同，濃度越大，反應的速度越快，說明H2O2的分解速率與濃度有關；比較同一濃度的H2O2溶液如30%時，在無催化劑加熱的時候，需要時間是360s，有催化劑加熱的條件下，需要時間是10s，說明H2O2的分解速率與溫度、催化劑有關，故該研究小組在設計方案時。考慮了濃度、溫度、催化劑等因素對過氧化氫分解速率的影響；

②分析表中數據可以看出，濃度越大，反應速率越快；加熱能加快H2O2的分解，使用合適的催化劑能使H2O2分解速率快；

(2)①H2O2在二氧化錳作用下發生反應的化學反應方程式為：2H2O22H2O+O2↑；c(H2O2)=mol/L=1.47mol/L，在5min內完全反應，則用H2O2表示的反應速率v(H2O2)== 0.29mol/(L·min)；

②因在其他條件相同時，粉末狀二氧化錳比塊狀二氧化錳反應所需時間短，說明催化劑的接觸面積對反應速率有影響。