Question

13．某研究小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，探究常溫下催化劑對(duì)過(guò)氧化氫分解反應(yīng)的影響．

序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作示意圖	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
Ⅰ		有極少量氣泡產(chǎn)生
Ⅱ		產(chǎn)生氣泡速率略有加快
Ⅲ		產(chǎn)生氣泡速率明顯加快

（1）實(shí)驗(yàn)Ⅰ的作用是對(duì)照實(shí)驗(yàn)，證明實(shí)驗(yàn)Ⅱ和Ⅲ中的速率加快與溶液濃度無(wú)關(guān)．
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅲ反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氯化鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅰ～Ⅲ中現(xiàn)象的不同，可以得出的結(jié)論是：
①使用合適的催化劑，可提高雙氧水分解的反應(yīng)速率：
②不同催化劑的催化效率不同．
（4）在一定溫度下，10mL0.40mol/LH₂O₂溶液發(fā)生催化分解．不同時(shí)刻測(cè)得生成O₂的體積（已折算為標(biāo)準(zhǔn)差狀況）如下表所示：

t/min	0	2	3	6	8	10
v（O2）mL	0	9.9	17.2	22.4	26.5	29.9

0～6min，以H₂O₂的濃度變化表示的反應(yīng)速率為v（H₂O₂）=0.033mol/（L•min）．（計(jì)算結(jié)果精確到0.001）

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)Ⅰ中加入1mL水是讓溶液總體積相同，確保雙氧水的濃度相同，但沒(méi)加催化劑，作對(duì)照實(shí)驗(yàn)；
（2）雙氧水分解產(chǎn)生水和氧氣，三氯化鐵作催化劑；
（3）催化劑具有選擇性；
（4）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算得出．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)Ⅰ中加入1mL水是讓溶液總體積相同，確保雙氧水的濃度相同，但沒(méi)加催化劑，與Ⅱ、Ⅲ相同，作對(duì)照實(shí)驗(yàn)，證明實(shí)驗(yàn)Ⅱ和Ⅲ中的速率加快與溶液濃度無(wú)關(guān)，
故答案為：對(duì)照實(shí)驗(yàn)，證明實(shí)驗(yàn)Ⅱ和Ⅲ中的速率加快與溶液濃度無(wú)關(guān)；
（2）雙氧水分解產(chǎn)生水和氧氣，三氯化鐵作催化劑，反應(yīng)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氯化鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氯化鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知Ⅱ和Ⅲ在使用不同催化劑時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率不同，說(shuō)明催化劑具有選擇性，即不同催化劑的催化效率不同，
故答案為：不同催化劑的催化效率不同；
（4）0～6min中，收集到的氧氣在標(biāo)況下的體積為22.4mL，物質(zhì)的量為0.001mol，根據(jù)關(guān)系式：2H₂O₂～O₂可知雙氧水分解的物的量為0.002mol，
所以雙氧水濃度改變量△c=$\frac{0.002mol}{10×1{0}^{-3}L}$，v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.002mol}{10×1{0}^{-3}L×6min}$≈0.033mol/（L•min），
故答案為：0.033．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)考查催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，這是對(duì)教材實(shí)驗(yàn)的探究，化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算是高考常考點(diǎn)，注意計(jì)算的準(zhǔn)確性，題目難度適中．