Question

某实验小组以H₂O₂分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响，在常温下按照如下方案完成实验。

实验编号	反应物	催化剂
①	10 mL 2% H2O2溶液	无
②	10 mL 5% H2O2溶液	无
③	10 mL 5% H2O2溶液	1 mL 0.1 mol • L^-1FeCl3溶液
④	10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液	1 mL 0.1 mol • L^-1FeCl3溶液
⑤	10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液	1 mL 0.1 mol • L^-1FeCl3溶液

（1）催化剂能加快化学反应速率的原因是__________________________。

（2）实验①和②的目的是_____________________。实验时由于较长时间没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H₂O₂稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是_____________________。

（3）写出实验③的化学反应方程式：______________。

（4）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。分析如图能够得出的实验结论是____________________________。

Answer

（1）改变反应途径，降低了活化能

（2）探究浓度对反应速率的影响

向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中)

（3）2H2O2 2H2O+O2↑

（4）碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率

【解析】（1）催化剂改变反应的途径，降低反应所需的活化能，从而加快反应速率。

（2）实验①和②的浓度不同，则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较，则向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中)。

（3）过氧化氢在催化剂作用下分解生成水和氧气，该反应为2H2O2 2H2O+O2↑。

（4）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，结合实验方案可知，碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2 分解的速率。