Question

如图是研究催化剂对过氧化氢分解反应速率影响的实验装置图。某学生研究小组在50mL量筒中盛满水，倒置于水槽中，通过分液漏斗把过氧化氢溶液加入锥形瓶中(瓶中已有适量催化剂)，记录各时间段收集到的氧气的体积。

实验一：以二氧化锰作催化剂，进行以下四组实验。

第1组：粉末状的二氧化锰0.2g+5mL6%H₂O₂

第2组：粉末状的二氧化锰0.2g+5mL10%H₂O₂

第3组：粉末状的二氧化锰0.1g+5mL6%H₂O₂

第4组：颗粒状的二氧化锰0.1g+5mL6%H₂O₂

催化剂：MnO2	0.2g粉末状的MnO2+5mL6%H2O2	0.2g粉末状的MnO2+5mL10%H2O2	0.1g粉末状的MnO2+5mL6%H2O2	0.1g颗粒状的MnO2+5mL6%H2O2
前15s产生O2(mL)	11	15	8	7
前30s产生O2(mL)	21	24	11	9
前45s产生O2(mL)	31	35	18	12
前60s产生O2(mL)	45	48	26	15

实验二：以不同的催化剂对过氧化氢(均为5mL6%H₂O₂)分解反应速率影响进行研究，记录反应的时间t和相应的量筒内的气体体积读数V，用t作为反应速率的表达式(单位：mL•s^﹣1)，得到以下实验数据：

催化剂	产生气体速率/mL•s^﹣^1	催化剂	产生气体速率/mL•s^﹣^1
MnO2	0.03	土豆	0.03
CuO	0.07	活性炭	0.12

(1)写出实验一中H₂O₂分解的反应方程式_________。

(2)实验一的几组数据能够说明在实验中影响反应速率的因素主要有_________。

(3)实验二的几组数据反映出的问题是_________。

(4)用碰撞理论解释使用正催化剂能增大化学反应速率的原因_________。

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Answer

2H2O22H2O+O2↑ 反应物浓度、反应物颗粒大小或反应物的接触面积、催化剂的用量 不同的催化剂对化学反应速率影响不同 催化剂的使用，降低了一个反应所需的活化能，从而增大了反应体系中活化分子的百分数，使有效碰撞的机率增多，导致反应速率明显加快

【解析】

(1)H2O2在二氧化锰作用下分解生成水和氧气；

(2)从下面的条件中0.2g粉末状的MnO2+5mL6%H2O2、0.2g粉末状的MnO2+5mL10%H2O2、0.1g粉末状的MnO2+5mL6%H2O2、0.1g颗粒状的MnO2+5mL6%H2O2，找出不同条件；

(3)实验二的几组数据均为5mL6%H2O2．催化剂分别为MnO2、CuO、土豆、活性炭，不同的是催化剂；

(4)用活化能、碰撞理论分析。

(1)H2O2在二氧化锰作用下分解生成水和氧气，反应方程式为2H2O22H2O+O2↑；故答案为：2H2O22H2O+O2↑；

(2)0.2g粉末状的MnO2+5mL6%H2O2、0.2g粉末状的MnO2+5mL10%H2O2、0.1g粉末状的MnO2+5mL6%H2O2、0.1g颗粒状的MnO2+5mL6%H2O2不同条件分别是反应物浓度、反应物颗粒大小或者说反应物的接触面积、催化剂的用量，故答案为：反应物浓度、反应物颗粒大小或反应物的接触面积、催化剂的用量；

(3)实验二的几组数据均为5mL6%H2O2．催化剂分别为MnO2、CuO、土豆、活性炭，不同的是催化剂，所以比较的是催化剂对化学反应速率影响不同；故答案为：不同的催化剂对化学反应速率影响不同；

(4)正催化剂可以降低反应所需要的能量，因此化学反应当中，只有那些具有较高能量的分子，在相撞的时候才能够有效的发生化学反应，但含有较高能量的分子在分子总数中所占的比例非常小，如果我们要能够使用某一种催化剂，降低化学反应所需要的能量，也就是说使更多的分子达到反应所需要的能量，这个时候有效碰撞次数就增加，进一步造成了化学反应速率的增大，所以催化剂的使用，降低了一个反应所需的活化能，从而增大了反应体系中活化分子的百分数，使有效碰撞的机率增多，导致反应速率明显加快；故答案为：催化剂的使用，降低了一个反应所需的活化能，从而增大了反应体系中活化分子的百分数，使有效碰撞的机率增多，导致反应速率明显加快。