Question

3．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用過(guò)氧化氮分解來(lái)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，他們?cè)O(shè)計(jì)如下的實(shí)驗(yàn)，并記錄了相關(guān)數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	過(guò)氧化氫溶液濃度/%	過(guò)氧化氫溶液體積/mL	二氧化錳的用量/g	溫度/℃	收集氧氣的體積/mL	反應(yīng)所需的時(shí)間/s
①	5	2	0.1	20	20	48
②	10	2	0.1	20	20	30
③	10	2	0.1	40	20	18
④	15	2	0.1	60	20	6

（1）在上述實(shí)驗(yàn)中二氧化錳起催化作用．
（2）寫(xiě)出該實(shí)驗(yàn)涉及反應(yīng)的文字表達(dá)式：過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．
（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)①②對(duì)比可知，化學(xué)反應(yīng)速率與過(guò)氧化氫濃度有關(guān)；從實(shí)驗(yàn)②③對(duì)比可知，化學(xué)反應(yīng)速率與溫度有關(guān)．
（4）同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖1所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中量筒的作用是根據(jù)進(jìn)入量筒中水的體積判斷生成的氧氣的體積；在第四組實(shí)驗(yàn)中，出現(xiàn)了膠塞彈飛和試劑噴出的現(xiàn)象，導(dǎo)致該現(xiàn)象出現(xiàn)的原因可能是過(guò)氧化氫濃度越大則反應(yīng)越劇烈．

（5）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中同學(xué)們發(fā)現(xiàn)很難控制反應(yīng)的溫度，反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后溶液的溫度總是比起始溫度高，說(shuō)明該反應(yīng)放出熱量．
（6）同學(xué)們通過(guò)記錄并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，過(guò)氧化氫分解的速率先增大后減小，如圖2所示．請(qǐng)你幫他們解釋其原因：反應(yīng)放熱能加快反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行過(guò)氧化氫濃度降低，反應(yīng)逐漸減慢．過(guò)氧化氫分解的快慢還可能受哪些因素影響呢？請(qǐng)你再舉出兩種因素：催化劑的種類(lèi)；；催化劑的顆粒大�。ù呋瘎┑挠昧�、是否用催化劑等）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二氧化錳是過(guò)氧化氫分解制取氧氣的催化劑進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)過(guò)氧化氫分解生成水和氧氣進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)①②是過(guò)氧化氫濃度不同而其他條件相同，這種設(shè)計(jì)是驗(yàn)證反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響；②③則是溫度不同其他條件相同，是對(duì)溫度影響化學(xué)反應(yīng)速度的探究進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)量筒內(nèi)排出水的體積等于生成氧氣的體積以及實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)進(jìn)行解答；
（5）根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后溶液的溫度總是比起始溫度高，說(shuō)明該反應(yīng)放出熱量進(jìn)行解答；
（6）根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響進(jìn)行解答．

解答 解：（1）二氧化錳是過(guò)氧化氫分解制取氧氣的催化劑，所以二氧化錳起催化作用；
（2）過(guò)氧化氫分解生成水和氧氣，反應(yīng)的文字表達(dá)式：過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
（3）從表中分析可知：①②是過(guò)氧化氫濃度不同而其他的反應(yīng)時(shí)各種量均相同，可知這一過(guò)程是考查反應(yīng)物的濃度與反應(yīng)速度的關(guān)系；②③則是溫度不同其他條件相同，明顯是對(duì)溫度影響化學(xué)反應(yīng)速度的探究；
（4）量筒內(nèi)排出水的體積等于生成氧氣的體積，所以量筒的作用是根據(jù)進(jìn)入量筒中水的體積判斷生成的氧氣的體積；在第四組實(shí)驗(yàn)中，出現(xiàn)了膠塞彈飛和試劑噴出的現(xiàn)象，導(dǎo)致該現(xiàn)象出現(xiàn)的原因可能是過(guò)氧化氫濃度越大則反應(yīng)越劇烈（答案合理即可）；
（5）反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后溶液的溫度總是比起始溫度高，說(shuō)明該反應(yīng)放出熱量；
（6）過(guò)氧化氫分解的速率先增大后減小，如圖2所示．其原因反應(yīng)放熱能加快反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行過(guò)氧化氫濃度降低，反應(yīng)逐漸減慢；影響過(guò)氧化氫分解的快慢的因素可能還有催化劑的種類(lèi)；催化劑的顆粒大小（催化劑的用量、是否用催化劑等）．
故答案為：（1）催化；
（2）過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
（3）①②；②③；
（4）根據(jù)進(jìn)入量筒中水的體積判斷生成的氧氣的體積；過(guò)氧化氫濃度越大則反應(yīng)越劇烈（答案合理即可）；
（5）放出；
（6）反應(yīng)放熱能加快反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行過(guò)氧化氫濃度降低，反應(yīng)逐漸減慢；催化劑的種類(lèi)；催化劑的顆粒大�。ù呋瘎┑挠昧�、是否用催化劑等）．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究的方式探究了影響化學(xué)反應(yīng)速度影響的因素，利用控制變量的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，認(rèn)識(shí)了對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度影響的因素．