Question

19．“用雙氧水和二氧化錳制氧氣”的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．某同學(xué)做了該實(shí)驗(yàn)后，展開(kāi)了下列思考與探究：
（1）催化劑MnO₂的用量對(duì)反應(yīng)速率有沒(méi)有影響呢？
他做了這樣一組實(shí)驗(yàn)：每次均用30mL 10%的H₂0₂溶液，采用不同量MnO₂粉末做催化劑，測(cè)定各次收集到500mL氧氣時(shí)所用的時(shí)間，結(jié)果如下：（其他實(shí)驗(yàn)條件均相同）

實(shí)驗(yàn)次序	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
MnO2粉末用量（克）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
所用時(shí)間	17	8	7	5	4	3	2	2	2	2

請(qǐng)分析表中數(shù)據(jù)回答：MnO₂的用量對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生了怎樣的影響呢？答：在一定范圍內(nèi)，MnO₂的用量越大，反應(yīng)越快．
（2）H₂O₂溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)反應(yīng)速率有沒(méi)有影響呢？
他又做了一組實(shí)驗(yàn)：每次均取5mL 30%的H₂O₂溶液，然后稀釋成不同溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．記錄數(shù)據(jù)如下：（實(shí)驗(yàn)均在20℃室溫下進(jìn)行，其他實(shí)驗(yàn)條件也均相同）

實(shí)驗(yàn)次序	1	2	3	4	5	6	7	8
H2O2溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)	1%	3%	5%	10%	15%	20%	25%	30%
MnO2粉末用量（克）	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
收集到540mL氣體時(shí)所用時(shí)間（秒）	660	220	205	80	25	9	4	3
反應(yīng)后液體溫度（℃）	24	34	39	56	65	67	69	70

請(qǐng)分析表中數(shù)據(jù)回答：H₂O₂溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生了怎樣的影響？答：H₂O₂溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)越快．由表中數(shù)據(jù)還可看出，該反應(yīng)是個(gè)放熱反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）．
（3）還有哪些因素可能影響該反應(yīng)的速率呢？請(qǐng)說(shuō)出你的一個(gè)猜想：MnO₂顆粒大小、環(huán)境溫度、氣壓、是否振蕩等．（題中已經(jīng)指出的影響因素除外）

Answer 1

分析 根據(jù)過(guò)氧化氫是實(shí)驗(yàn)室制取氧氣所需要的一種重要的藥品，很多因素影響過(guò)氧化氫的分解速率影響，如溫度，溫度高反應(yīng)速度快；過(guò)氧化氫的濃度越大反應(yīng)速度越快；使用催化劑能加快其反應(yīng)速度等，本題就是從這些角度探究了影響過(guò)氧化氫分解速率的因素，依據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)結(jié)合相關(guān)的化學(xué)知識(shí)解答即可．

解答 解：過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（1）從表中可以看出，采用了H₂O₂相同濃度和相同量，隨著MnO₂增加，收集到相同體積的O₂所用時(shí)間也減少，說(shuō)明反應(yīng)速度在加快；但是當(dāng)MnO₂達(dá)到0.7g后所用時(shí)間就相同了，所以在一定范圍內(nèi)增加MnO₂加快反應(yīng)速度．
故答案為：在一定范圍內(nèi)，MnO₂的用量越大，反應(yīng)越快；
（2）從表中可以看出，隨著H₂O₂溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高，MnO₂加入的量相同，收集到相同體積的O₂所用時(shí)間也在減少，反應(yīng)的速度在增加；
同樣溫度開(kāi)始反應(yīng)，反應(yīng)后溫度比反應(yīng)前提高，這說(shuō)明是放熱反應(yīng)；
故答案為：H₂O₂溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)越快；
（3）從提高溫度、增大物之間的接觸面積都可以加快化學(xué)反應(yīng)的速率分析即可，如MnO₂顆粒大小、環(huán)境溫度、氣壓、是否振蕩等．
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（1）在一定范圍內(nèi)，MnO₂的用量越大，反應(yīng)越快；
（2）H₂O₂溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)越快；放熱；
（3）MnO₂顆粒大小、環(huán)境溫度、氣壓、是否振蕩等．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，找到事物的內(nèi)在聯(lián)系，考查了學(xué)生分析問(wèn)題的能力，同時(shí)也是對(duì)影響反應(yīng)速率因素這一知識(shí)點(diǎn)的重點(diǎn)考查．