Question

某课外兴趣小组对H₂O₂的分解速率做了如下实验探究。

（1）下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10 mL H₂O₂制取150 mL 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：___________b：___________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：_____________。

（2）将质量相同但颗粒大小不同的MnO₂分别加入到5 mL 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：______________________。

②实验结果说明催化剂作用的大小与________________有关。

Answer

温度 催化剂 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 2H2O22H2O+O2↑ 接触面积

【解析】

根据外界条件对反应速率的影响变化规律分析解答。

（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；

②分析表中数据可以看出，浓度越大，反应速率越快，加热能加快过氧化氢的分解，有催化剂使分解速率快；

（2）①H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学反应方程式为：2H2O22H2O+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。

【点晴】

能准确从图表中探究合理信息是解题关键，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。