5.1 化学反应是有条件的-【帮课堂】2024-2025学年九年级化学上册同步学与练（仁爱科普版2024）

单元5 表征化学反应 课题1 化学反应是有条件的（原卷版） 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．了解许多化学反应需要一定条件。 2．理解化学反应条件不仅影响反应速率，还会影响反应产物和反应过程中能量的变化。 3．理解催化剂对反应速率的影响。 4．了解化学反应条件的调控在生产和生活中具有重要应用。 重点：催化剂对反应速率的影响。 难点：催化剂对反应速率的影响。 一、化学反应的条件 1. 生活的物质时刻发生着各种 变化，为了使 变化快速发生，往往需要外界提供 一定的条件 。 2.许多化学反应需要一定条件。如物质燃烧常常需要“ ”；物质分解常常需要“ ”或提供“高温”；室温下分解水需要“ ”；分解过氧化氢制取氧气需要“ ”；绿色植物发生光合作用需要“ ”和“叶绿素”的共同作用等。 二、化学条件对化学反应的影响 1. 化学反应的发生是有条件的，可以通过化学实验来探究 以及反应条件对 的影响。 2. 催化剂：是一种物质，它在化学反应中能够改变 ，而本身的 和 在反应前后保持不变 3. 在化工生产中，通常通过添加 的方法来改变 ，以满足实际生产的需要，催化剂在化工生产中具有极其广泛的应用。 4. 化学反应条件不仅影响反应速率，还会影响反应产物和反应过程中 。 【名师点拨】 1. 催化剂的定义和性质： （1）催化剂是指在化学反应中能够改变反应速率（包括加快和减慢）的物质，而其自身的质量和化学性质在反应前后不发生变化。这种性质被称为“一变二不变”，即反应速率发生变化，而催化剂的质量和化学性质保持不变。 （2）催化剂的选择性意味着它通常只对某一类特定的化学反应起作用，而对其他反应则可能没有明显影响或不起作用。 2. 催化剂的用途： （1）催化剂在工业生产中扮演着重要角色，约有90%以上的工业过程中使用催化剂，涉及化工、石化、生化、环保等多个领域。 （2）催化剂的引入可以使得一些原本难以进行的反应变得可行，或者使得反应在更温和的条件下进行，从而提高生产效率和产品质量。 三、反应条件调控的应用 1. 在生产、生活和科学研究中，总是严格控制 ，如调控反应温度、反应物浓度、反应物之间的接触面积及加入 等，控制反应进行的速率、反应生成物的 ，使化学反应按人们期望的方向进行。 2. 化学反应条件的调控在 和生活中具有重要应用，对有效利用 、节能降耗、安全生产和提高人类生活质量等都具有重要意义。 1.判断题 （1）催化剂一定是加快反应速率。（ ） （2）催化剂在化学反应的过程中质量会变少。（ ） （3）过氧化氢中加入二氧化锰催化剂可以增加或者减少氧气的质量。（ ） （4）催化剂在化学反应前后，质量和化学性质一定不发生变化。（ ） （5）加热纯氯酸钾时，反应很慢，混入少量二氧化锰时，受热反应很快。（ ） （6）所有化学反应都需要催化剂。（ ） （7）含氧物质不一定能制的氧气，但双氧水因含有氧气，故在二氧化锰的催化下能释放出O2。（ ） 2．下列叙述正确的是（　　） A．催化剂只能加快反应的速率 B．二氧化锰是催化剂 C．没有催化剂化学反应不能发生 D．催化剂在反应前后其质量和化学性质均不发生改变 3．实验室用过氧化氢分解制取氧气时，往往加入二氧化锰，以下说法正确的是（　　） A．如果不加入MnO2，过氧化氢就不会分解产生氧气 B．在过氧化氢分解反应中，MnO2加快了化学反应速率 C．加入MnO2后制取的氧气质量增大 D．MnO2只能做过氧化氢分解的催化剂 4．用过氧化氢溶液制取氧气时，加入二氧化锰，其结果是（　　） A．反应速率加快，生成氧气的量不变 B．二氧化锰质量和性质在反应前后都不改变 C．可以减少过氧化氢的用量 D．可使生成氧气的量变大 5．纳米铁粉在空气中能自燃并生成一种红色氧化物。对比铁丝在空气中不能燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧的事实，某同学得出的下列结论不正确的是（　　） A．反应物的浓度大小对化学反应有影响 B．相同的反应物在不同条件下生成物可能不同 C．纳米铁粉在空气中自燃的产物是四氧化三铁 D．反应物间的接触面积大小是反应能否发生的因素之一 6．小李同学在实验室用5%过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，实验后绘制的图象如图所示。横坐标表示反应时间，纵坐标y表示的是（　　） A．二氧化锰的质量 B．生成氧气的质量 C．容器中水的质量 D．容器中过氧化氢的质量 7．如表是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素，其中不合理的是（　　） 序号 化学反应事实 影响化学反应的因素 A 铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧 反应物浓度 B 碳在常温下不与氧气反应，而在点燃时能与氧气反应 反应温度 C 双氧水在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解 催化剂 D 铜片在空气中很难燃烧，铜粉在空气中较易燃烧 反应物种类 8．能改变其他物质的化学反应速率，而本身的 　 　和 　 　在反应前后都没有发生变化的物质叫催化剂。 9．在分解过氧化氢溶液和加热氯酸钾制取氧气时，都用到少量二氧化锰，二氧化锰这两个反应起到　 　作用，是该反应的 　 　。 10．多种因素对化学反应速率有影响。 （1）常温下过氧化氢溶液能缓慢分解，若加入 　 （填化学式）时分解加速。 （2）硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈，说明其影响因素是 　 　。 11．经过对化学知识的学习，我们可以初步认识到：化学反应的快慢、现象、生成物等与反应物的条件有着密切关系，请各举一例说明： （1）反应物的量不同，反应现象不同 　 　； （2）有无催化剂，反应速率不同 　 　。 12．影响化学反应的因素主要有： ①反应温度；②反应物浓度；③是否使用催化剂；④物质间的接触面积大小 请用序号填写如下一些反应事实推导出的影响化学反应的因素。 化学反应事实 影响化学反应的因素 （1）铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧　 　； （2）碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应　 　； （3）双氧水在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解　 　； （4）铝片在空气中很难燃烧，铝粉在空气中较易燃烧　 　。 ►问题一 物质变化的条件和影响物质变化的因素 【典例1】 根据一些反应事实能推导出影响化学反应的因素，其中推导错误的是（　　） 序号 化学反应事实 影响化学反应的因素 A 细铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧 反应物浓度 B 碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应 反应温度 C 某双氧水常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解 催化剂 D 铁丝在空气中不能燃烧，铁粉在空气中能燃烧 反应物种类 【解题必备】 1. 物质变化的条件主要有点燃、加热、催化剂、通电、高温、高压等等。 2. 影响物质变化的因素主要是指外界因素（如温度、浓度、压强、搅拌、物质的形状或接触面积等）。 【变式1-1】 比较、推理是化学学习常用的方法，以下是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素（括号内为影响化学反应的因素），其中推理不合理的是（　　） A．硫在氧气中比在空气中燃烧更剧烈（反应物浓度） B．碳在常温下不与氧气反应，而在点燃时能与氧气反应（反应温度） C．双氧水在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解（催化剂） D．粗树干在空气中很难燃烧，而细树枝在空气中较易燃烧（反应物的种类） 【变式1-2】 比较、推理是科学学习中常用的方法，如表是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素，其中推理不合理的是（　　） 选项 化学反应事实 影响反应因素 A 红热的铁丝在空气中很难燃烧，在氧气中能剧烈燃烧 反应物浓度 B 铜片在空气中很难燃烧，铜粉在空气中较易燃烧 反应物的种类 C 常温下，过氧化氢溶液分解速率缓慢，加入二氧化锰后迅速分解 催化剂 D 碳在常温下不与氧气反应，在点燃时能与氧气反应 反应的温度 ►问题二 过氧化氢制取氧气实验 【典例2】（2024•山西）探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。 （1）实验方法：①向图1试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。②向图2试管内加入少量二氧化锰，把带火星木条伸入试管，观察现象。③待试管中没有现象发生时，重复进行①的实验操作，观察现象。 （2）实验原理：图2中发生反应的化学方程式为 　 　。 （3）实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 　 　。 （4）实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 　 　。 【问题与思考】 （1）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质有无变化？ （2）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？ 【解题必备】 1. 二氧化锰在过氧化氢溶液制取氧气反应中做催化剂，催化剂是指在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。 2. 催化剂的特点可以概括为“一变、二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变。 3. 催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量、纯度等无影响。 【变式2-1】 催化固碳是二氧化碳和氢气在催化剂作用下反应，生成可做燃料的甲醇（CH3OH）。某学习小组探究温度、压强对甲醇产率的影响，实验结果如图所示。下列说法错误的是（　　） A．温度为520K时甲醇产率最高 B．压强越大，甲醇的产率越高 C．实际生产中为提高甲醇产率，压强越大越好 D．调控化学反应条件，可以利用化学反应为人类造福 【变式2-2】氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5mL 5%过氧化氢溶液，再依次进行实验：①插入带有火星的木条；②加入少量二氧化锰；③插入带有火星的木条。 （1）观察到 　 　的现象时，说明试管中有大量氧气产生。 （2）实验③中产生氧气的文字表达式为 　 　，二氧化锰的作用为：　 　。 ►问题三 催化剂的特点与催化作用 【典例3】 我国自主设计的石油化工催化剂有效提高了石油的利用率。下列说法不正确的是（　　） A．催化剂的质量在化学反应前后不变 B．催化剂的化学性质在化学反应前后不变 C．能加快化学反应速率的物质就是催化剂 D．催化剂并不能增加化学反应生成物的质量 【解题必备】 1．可燃物要求：足量、只与空气中的氧气反应且产物是固体；不能选择木炭、硫、镁条、细铁丝等。 2．原理：通过化学反应，耗尽密闭容器中的氧气，使压强变小，外界大气压将水压进容器或推动活塞移动。 【变式3-1】 下列有关催化剂的理解错误的是（　　） A．同一物质可做多个化学反应的催化剂 B．对于同一化学反应，可以有几种不同的催化剂 C．催化剂能改变化学反应速率，也能增加或减少生成物的质量 D．催化剂在化学反应前后质量和化学性质没有改变 【变式3-2】 中国和加拿大科学家研制出的一种新型复合纳米催化剂，可在室温下将一氧化碳转化为无污染气体，为清洁空气中的有毒气体提供了一种廉价、有效的方法。下列说法不正确的是（　　） A．复合纳米催化剂改变一氧化碳的反应速率 B．复合纳米催化剂在反应前后化学性质发生改变 C．复合纳米催化剂在反应前后质量不变 D．复合纳米催化剂可解决汽车尾气排放一氧化碳的问题 ►问题四 与催化剂有关的图像问题 【典例4】 下列各图表示利用一定量过氧化氢溶液制取氧气中相关量的变化，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式4-1】 为比较二氧化锰与氧化铜的催化效果，按图1所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂接触，瓶内气压的变化如图2所示。下列说法错误的是（　　） A．该反应中二氧化锰的催化效果比氧化铜好 B．化学反应速率与催化剂的种类有关 C．可通过对比图2中的b、d点来比较两种催化剂的效果 D．实验后两瓶中产生的氧气质量不同 【变式4-2】 现有甲、乙两种质量相等的固体，其中甲是纯净的氯酸钾，乙是氯酸钾和少量二氧化锰的混合物。将甲、乙固体分别放入试管中，并在两个相同规格的酒精灯上同时加热制取氧气。当甲、乙均完全反应后，如图所示图像能正确反映得到氧气的质量m与所用时间t的关系的是（　　） A． B． C． D． 1．水有多种作用，例如：镁与碘的化合反应十分缓慢，若滴入少量水，则立即剧烈反应，此时水作为（　　） A．反应物 B．生成物 C．催化剂 D．稀释作用 2．加热过氧化氢制氧气时，不放二氧化锰，其结果是（　　） A．不放出氧气 B．放出氧气的总量增多 C．放出氧气的总量减少 D．放出氧气的速度慢 3．实验室可用加热高锰酸钾的方法制取氧气，也可用过氧化氢溶液与二氧化锰混合的方法制取氧气，其共同点是（　　） A．都需要加热 B．都使用二氧化锰作催化剂 C．都发生了化学变化 D．都生成了两种物质 4．下列有关催化剂的叙述正确的是（　　） A．二氧化锰是所有反应的催化剂 B．加入二氧化锰不能使双氧水分解出来的氧气总量增加 C．催化剂能改变化学反应速率，所有反应都需要催化剂 D．要使双氧水分解放出氧气，必须要加入二氧化锰，否则反应就不能发生 5．我国科学家寻找到新型催化剂，使低温工业产氢取得突破，反应过程图示如图。相关说法正确的是（　　） A．反应前后原子种类发生变化 B．反应前后分子种类没有发生变化 C．反应前后催化剂化学性质发生改变 D．有利于氢能源的推广 6．分解a、b两份过氧化氢溶液，并进行记录，得到如图。下列说法正确的是（　　） A．a、b中过氧化氢含量相同 B．时间为t时，a还没有结束反应 C．完全分解后，a产生的氧气比b的多 D．为了增加b中氧气的量，可以选择加入催化剂 7．比较、推理是化学学习常用的方法，以下推导中不合理的是（　　） 选项 化学反应事实 影响因素 A CO2和H2O在光照条件下生成葡萄糖，而CO2溶于H2O却生成碳酸 反应条件 B 碳在氧气充足时燃烧产物是CO2，在氧气不足时燃烧产物是CO 反应物的量 C 氯酸钾在加热时反应较慢，而在加入二氧化锰后迅速分解 催化剂 D 在“空气中氧气含量的测定”实验中，用铜粉加热而不用铜片 反应物种类 8．比较、推理是化学学习常用的方法。以下是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素（括号内为影响化学反应的因素），其中推理不合理的是（　　） A．铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧（反应物浓度） B．碳在常温下不与氧气反应，而在点燃时能与氧气反应（反应温度） C．木材堆积燃烧火焰更小，木材架空燃烧火焰更大（反应物的种类） D．双氧水在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解（催化剂） 9．太空舱内通过铁酸镍作催化剂可将航天员呼出的二氧化碳转化为氧气。下列有关催化剂的叙述正确的是（　　） A．一个反应的催化剂可能不止一种 B．催化剂一定加快反应速率 C．催化剂的多少影响生成物的质量 D．催化剂在反应前后性质和质量都不变 10．实验室用过氧化氢分解制取氧气时，往往加入二氧化锰，以下说法正确的是（　　） A．如果不加入MnO2，过氧化氢就不会分解产生氧气 B．在过氧化氢分解反应中，MnO2加快了化学反应速率 C．加入MnO2后制取的氧气质量增大 D．MnO2只能做过氧化氢分解的催化剂 11．已知：氯酸钾受热分解产生氧气。研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂。氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示： 催化剂 氧化铁 氧化铝 氧化铜 氧化镁 开始反应时的温度/℃ 470 515 305 490 剧烈反应时的温度/℃ 490 540 350 545 实验室用氯酸钾制取氧气，在上述四种物质中选择催化剂，最好选用（　　） A．氧化铁 B．氧化铝 C．氧化铜 D．氧化镁 12．用“W”形玻璃管进行微型实验，将注射器中的过氧化氢溶液推入管中与二氧化锰接触。下列有关说法错误的是（　　） A．二氧化锰可以增加生成氧气的质量 B．若a处粉末是木炭粉，能看到有白光产生 C．若a处粉末是硫粉，b处产生的气体会污染空气 D．用“W”形玻璃管进行实验可以节约药品、减少污染 13．学习了初中化学后，我们可以得出以下四点结论：①反应物的量不同，生成物可能不同、②反应的条件不同，生成物可能不同、③反应物的状态不同，反应速率可能不同④反应的条件不同，反应速率可能不同；请为下列生活现实，寻找合适的原因，并将相应的序号填入空格内（选项不能重复）： （1）木屑比木块燃烧更旺　 　； （2）将燃气热水器装于卫生间内，紧闭门窗洗澡容易引起中毒，说明了　 　； （3）将常温下不易分解的双氧水滴入二氧化锰中，迅速产生气泡，说明了　 　； （4）碳酸水的原料二氧化碳和水在光照、叶绿素条件下可以生成葡萄糖和氧气　 　。 14．实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气时，二氧化锰在反应中充当　催化剂　，是因为二氧化锰改变了化学反应的　速率　，而它在化学反应前后　质量　和　化学性质　没有改变． 15．科学探究是奇妙的过程．在一次实验中，小明不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%H2O2溶液的试管中，立即有大量的气泡产生．请你和小明一起填写空白． （1）检验试管中产生的气体为氧气的方法是 　 　； （2）小明根据实验现象推测硫酸铜溶液可能是此反应的 　 　； （3）小明同学如果要进一步确定硫酸铜溶液是此反应的催化剂，还须通过实验确认它在化学反应前后质量和 　　都没有发生变化． 16．某化学实验小组在查阅资料时发现氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究。称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图所示实验。 （1）通过步骤 　 　（填序号）现象的对比可证明氧化铜能加快过氧化氢的分解速率。 （2）步骤⑥的称量结果是 　 　。 （3）步骤⑦的作用 　 　。 1．为了探究分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用，某同学在化学课上完成了如图所示实验，下列相关分析错误的是（　　） A．步骤①带火星木条没有复燃，说明没有氧气生成 B．步骤②的试管壁上可能会沾上黑色粉末 C．上述实验说明二氧化锰能加速过氧化氢分解 D．实验后可通过过滤、洗涤、干燥等操作回收二氧化锰 2．比较、推理是化学学习常用的方法，以下是根据一些实验事实推理出的影响化学反应的因素，其中推理不合理的是（　　） A．铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中铁丝能剧烈燃烧——反应物的浓度 B．双氧水在常温下缓慢分解，而在加热后能较快速分解——反应物的温度 C．氯酸钾在加热时缓慢分解，加热后加MnO2迅速分解——有、无催化剂 D．块状CaCO3与稀盐酸反应较慢，磨成粉末后迅速反应——反应物的种类 3．比较推理是学习化学常用的方法，以下是根据一些实验事实推理出的影响化学反应的因素，其中推理不合理的是（　　） 选项 实验事实 影响化学反应的因素 A 铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧 反应物浓度 B 碳在常温下不与氧气反应，而在点燃时能与氧气反应 反应温度 C 过氧化氢在常温下缓慢分解，而在加入二氧化锰后迅速分解 有无催化剂 D 铁片在空气中很难燃烧，铁粉在空气中较易燃烧 反应物的种类 4．为了探究影响铁与盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组设计了下列实验： 实验① 实验② 实验③ 下列说法正确的是（　　） A．对比实验①和②，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响 B．对比实验②和③，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响 C．对比实验②和③，可研究温度对反应剧烈程度的影响 D．对比实验①和②，可研究温度对反应剧烈程度的影响 5．氯酸钾为白色固体，熔点为356℃，在370℃左右分解释放氧气。某兴趣小组对氯酸钾分解反应的催化剂进行研究，在相同的加热条件下，用如图装置完成表中实验： 编号 氯酸钾质量为/g 催化剂 催化剂质量/g 收集50mL气体所需时间/s 实验一 5 —— —— 171 实验二 5 二氧化锰 0.5 49 实验三 5 三氧化二铁 0.5 58 实验四 5 氯化钾 0.5 154 下列说法不正确的是（　　） A．进行实验一时，试管口应略向上倾，避免氯酸钾熔化流出 B．用实验一再继续收集50mL氧气，所需的时间少于171s C．该实验收集气体时，应等到均匀冒气泡时将导管伸入量筒中 D．实验一的作用是对照实验，三种催化剂中二氧化锰的催化效果最好 6．过氧化氢不稳定，易被某些含铜化合物催化分解，某兴趣小组进行下列探究实验： 步骤一：向盛有5mL5%的NaOH溶液的试管中，滴加少量硫酸铜溶液，产生蓝色沉淀。 步骤二：向蓝色沉淀中逐滴滴入3%的H2O2溶液直至过量，发现蓝色沉淀变为黄褐色沉淀（反应为H2O2+Cu（OH）2＝CuO2+2H2O），随后黄褐色沉淀迅速变为黑色沉淀，产生气泡越来越快，最终试管中得到黑色沉淀。 下列说法不正确的是（　　） A．步骤一反应的实质为Cu2+和OH﹣反应生成Cu（OH）2 B．步骤二中，生成黄褐色沉淀的反应属于复分解反应 C．步骤二生成的黑色沉淀可能为Cu2O D．实验中产生气泡越来越快，原因可能是CuO对过氧化氢分解有催化作用 7. 某同学误将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气，部分物质的质量随加热时间变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．曲线c代表氧气 B．t1时刻高锰酸钾开始分解 C．t2时刻开始产生氧气 D．与直接加热等质量的氯酸钾相比，该操作生成氧气的质量不变 8．下列有关图象叙述正确的是（　　） A．①表示一定质量的碳在过量的氧气中燃烧，碳的质量随反应时间变化的曲线 B．②表示加热高锰酸钾制取氧气时，剩余固体的质量随反应时间变化的曲线 C．③表示硫在氧气中燃烧时，参加反应的硫的质量和氧气的质量关系曲线 D．④表示质量相同的粉末状碳酸钙和块状碳酸钙与足量的稀盐酸反应时，产生的二氧化碳的质量随反应时间变化的曲线 9．比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。用如图1所示的装置进行了两次实验，在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有的3mL5%的双氧水注入试管中，再利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间的关系如图2所示。 （1）写出过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下制取氧气的文字表达式：　 　。 （2）在检查装置的气密性后，小组同学注入双氧水开始实验。实验中造成U型管内红墨水液面左低右高的原因是：　 　。 （3）根据注射器中氧气的体积不同，可比较两种催化剂的催化效果。通过图像除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜好，还能得出的结论是 　 　。 10．某兴趣小组同学对实验室制备氧气的催化剂进行如下探究。 【提出问题】二氧化锰常作为氯酸钾分解制取氧气的催化剂，那其他氧化物是否也能催化氯酸钾分解呢？是否比二氧化锰催化效果更好？ 【查阅资料】研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂，氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如表所示： 氧化铁 氧化铝 氧化铜 氧化镁 开始反应（℃） 420 515 305 490 剧烈反应（℃） 490 540 350 545 实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用的氧化物是　 　。 【设计并完成实验】 Ⅰ.将3.0g氯酸钾放在试管中加热； Ⅱ.将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰混合均匀加热； Ⅲ.将xg氯酸钾与1.0g氧化铜混合均匀加热。 【实验现象分析】 （1）Ⅲ中x的值应为　 　。 （2）将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若称量得到1.0g黑色粉末；再将黑色粉末和xg氯酸钾混合加热，现象与实验Ⅲ相同。说明在实验Ⅲ发生的反应前后，氧化铜的　 　和　 　都没有发生改变。 （3）实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明氧化铜　 　（选填“能”与“不能”）改变氯酸钾分解的速率。 【结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂。 11．我校某班同学想探究红砖粉末是否也可作为过氧化氢分解的催化剂．请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白： （1）【提出问题】红砖粉末能不能做过氧化氢分解的催化剂呢？ （2）【猜想】红砖粉末能做过氧化氢分解的催化剂． （3）【实验验证】 实验步骤 实验现象 实验结论 实验一 　 　 木条不复燃 常温下过氧化氢不分解 实验二 在装有过氧化氢溶液的试管中加入红砖粉末，然后将带火星的木条伸入试管中 木条复燃 　 　 （4）【结论】红砖粉末能加快过氧化氢的分解速率，故红砖粉末能做过氧化氢的催化剂． （5）【讨论与反思】有同学认为：仅凭上述两个实验还不能证明红砖粉末能做过氧化氢的催化剂，还需要增加一个探究实验： 实验三： （6）【实验目的】探究　 　。 （7）【实验步骤】①准确称量红砖粉末的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管中的物质进行过滤、洗涤、干燥、　 　；④对比反应前后红砖粉末的质量。 （8）【分析】如果红砖粉末反应前后质量不变，则说明红砖粉末可以作为过氧化氢的催化剂。 但也有同学认为：要证明猜想，上述三个实验还是不够，还需要再补充一个探究实验：你认为还需要探究：　 　。 12．某班化学兴趣小组同学探究“催化剂的种类对氯酸钾分解催化效果的影响”，设计了如下实验。 （1）实验数据记录如下： 氯酸钾的质量/g 催化剂种类 催化剂的质量/g 相同时间内产生氧气的体积 Ⅰ 3.0 V Ⅱ 3.0 氧化铝粉末 0.5 V1 Ⅲ 3.0 氧化铁粉末 x V2 ①在相同条件下比较上述三组实验产生氧气的快慢，实验Ⅲ中x的值应为 　 　。 ②写出氧化铁催化氯酸钾分解的文字表达式：　 　。 ③在相同温度下，本实验中测量氧气的体积可选用下列图中的 　 　（填字母序号）。 ④若V1＜V2，可得出的结论是 　 　。 （2）若要证明氧化铝和氧化铁是该反应的催化剂，还要验证它们在化学反应前后的质量和 　 　不变。 （3）小明想探究反应物与催化剂的质量比不同，催化效果是否不同。于是他调节氯酸钾和氧化铁的质量比制备氧气，整理数据绘制出如图。从图中得出氧化铁和氯酸钾的最佳质量比是 　 　。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！32 学科网（北京）股份有限公司 $$ 单元5 表征化学反应 课题1 化学反应是有条件的 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．了解许多化学反应需要一定条件。 2．理解化学反应条件不仅影响反应速率，还会影响反应产物和反应过程中能量的变化。 3．理解催化剂对反应速率的影响。 4．了解化学反应条件的调控在生产和生活中具有重要应用。 重点：催化剂对反应速率的影响。 难点：催化剂对反应速率的影响。 一、化学反应的条件 1. 生活的物质时刻发生着各种 化学 变化，为了使 化学 变化快速发生，往往需要外界提供 一定的条件 。 2.许多化学反应需要一定条件。如物质燃烧常常需要“ 点燃 ”；物质分解常常需要“ 加热 ”或提供“高温”；室温下分解水需要“ 通电 ”；分解过氧化氢制取氧气需要“ 催化剂 ”；绿色植物发生光合作用需要“ 光照 ”和“叶绿素”的共同作用等。 二、化学条件对化学反应的影响 1. 化学反应的发生是有条件的，可以通过化学实验来探究 反应所需条件 以及反应条件对 化学反应 的影响。 2. 催化剂：是一种物质，它在化学反应中能够改变 反应速率 ，而本身的 质量 和 化学性质 在反应前后保持不变 3. 在化工生产中，通常通过添加 催化剂 的方法来改变 反应速率 ，以满足实际生产的需要，催化剂在化工生产中具有极其广泛的应用。 4. 化学反应条件不仅影响反应速率，还会影响反应产物和反应过程中 能量的变化 。 【名师点拨】 1. 催化剂的定义和性质： （1）催化剂是指在化学反应中能够改变反应速率（包括加快和减慢）的物质，而其自身的质量和化学性质在反应前后不发生变化。这种性质被称为“一变二不变”，即反应速率发生变化，而催化剂的质量和化学性质保持不变。 （2）催化剂的选择性意味着它通常只对某一类特定的化学反应起作用，而对其他反应则可能没有明显影响或不起作用。 2. 催化剂的用途： （1）催化剂在工业生产中扮演着重要角色，约有90%以上的工业过程中使用催化剂，涉及化工、石化、生化、环保等多个领域。 （2）催化剂的引入可以使得一些原本难以进行的反应变得可行，或者使得反应在更温和的条件下进行，从而提高生产效率和产品质量。 三、反应条件调控的应用 1. 在生产、生活和科学研究中，总是严格控制 反应的条件 ，如调控反应温度、反应物浓度、反应物之间的接触面积及加入 催化剂 等，控制反应进行的速率、反应生成物的 量 ，使化学反应按人们期望的方向进行。 2. 化学反应条件的调控在 生产 和生活中具有重要应用，对有效利用 资源 、节能降耗、安全生产和提高人类生活质量等都具有重要意义。 1.判断题 （1）催化剂一定是加快反应速率。（ ） （2）催化剂在化学反应的过程中质量会变少。（ ） （3）过氧化氢中加入二氧化锰催化剂可以增加或者减少氧气的质量。（ ） （4）催化剂在化学反应前后，质量和化学性质一定不发生变化。（ ） （5）加热纯氯酸钾时，反应很慢，混入少量二氧化锰时，受热反应很快。（ ） （6）所有化学反应都需要催化剂。（ ） （7）含氧物质不一定能制的氧气，但双氧水因含有氧气，故在二氧化锰的催化下能释放出O2。（ ） 【答案】(1) ×　(2) ×　(3) ×　(4) √　(5) √　(6) × (7)×　 2．下列叙述正确的是（　　） A．催化剂只能加快反应的速率 B．二氧化锰是催化剂 C．没有催化剂化学反应不能发生 D．催化剂在反应前后其质量和化学性质均不发生改变 【答案】D 【解析】A、催化剂能加快反应速度，也能减慢反应速度，故错误； B、二氧化锰不是专作催化剂，也可作反应物、生成物，故错误； C、催化剂只能改变化学反应速率，没有催化剂化学反应也能发生，故错误； D、催化剂反应前后质量和化学性质不变，故正确。 故选：D。 3．实验室用过氧化氢分解制取氧气时，往往加入二氧化锰，以下说法正确的是（　　） A．如果不加入MnO2，过氧化氢就不会分解产生氧气 B．在过氧化氢分解反应中，MnO2加快了化学反应速率 C．加入MnO2后制取的氧气质量增大 D．MnO2只能做过氧化氢分解的催化剂 【答案】B 【解析】：A、如果不加二氧化锰，过氧化氢也会分解产生氧气，只是速度慢，该选项不正确。 B、在过氧化氢分解反应中，二氧化锰加快反应速率，作催化剂，该选项正确。 C、加入催化剂后，只能改变过氧化氢分解的速率，不能提高氧气的质量，该选项不正确。 D、二氧化锰除了能做过氧化氢分解的催化剂，还可以作其它反应的催化剂，如氯酸钾分解制氧气，该选项不正确。 故选：B。 4．用过氧化氢溶液制取氧气时，加入二氧化锰，其结果是（　　） A．反应速率加快，生成氧气的量不变 B．二氧化锰质量和性质在反应前后都不改变 C．可以减少过氧化氢的用量 D．可使生成氧气的量变大 【答案】A 【解析】：A、二氧化锰能加快化学反应速率，但不能增加生成氧气的量，正确； B、二氧化锰的质量和“化学性质”反应前后不变，错误； C、二氧化锰只能改变反应速率，不能改变氧气的量，错误； D、二氧化锰只能改变反应速率，不能改变氧气的量，错误。 故选：A。 5．纳米铁粉在空气中能自燃并生成一种红色氧化物。对比铁丝在空气中不能燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧的事实，某同学得出的下列结论不正确的是（　　） A．反应物的浓度大小对化学反应有影响 B．相同的反应物在不同条件下生成物可能不同 C．纳米铁粉在空气中自燃的产物是四氧化三铁 D．反应物间的接触面积大小是反应能否发生的因素之一 【答案】C 【解析】A、铁丝在空气中不能燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧，说明反应物的浓度大小对化学反应有影响，故选项说法正确。 B、纳米铁粉在空气中能自燃并生成一种红色氧化物，铁丝在氧气中能剧烈燃烧生成四氧化三铁，说明相同的反应物在不同条件下生成物可能不同，故选项说法正确。 C、纳米铁粉在空气中能自燃并生成一种红色氧化物，四氧化三铁是黑色固体，纳米铁粉在空气中自燃的产物不可能是四氧化三铁，故选项说法错误。 D、纳米铁粉在空气中能自燃并生成一种红色氧化物，铁丝在空气中不能燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧，说明反应物间的接触面积大小是影响反应能否发生的因素之一，故选项说法正确。 故选：C。 6．小李同学在实验室用5%过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，实验后绘制的图象如图所示。横坐标表示反应时间，纵坐标y表示的是（　　） A．二氧化锰的质量 B．生成氧气的质量 C．容器中水的质量 D．容器中过氧化氢的质量 【答案】B 【解析】A、用过氧化氢和二氧化锰混合物制取氧气，该反应中二氧化锰是催化剂，反应前后质量不变，故A错误。 B、过氧化氢会分解生成氧气，所以氧气质量逐渐增加，当过氧化氢分解完后，氧气质量不再增加，故B正确。 C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，所以水质量逐渐增加，当过氧化氢分解完后，水质量不再增加，由于反应前过氧化氢溶液中有水，所以水的质量不是从0开始，故C错误。 D、过氧化氢会分解生成氧气和水，过氧化氢质量会减小，故D错误。 故选：B。 7．如表是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素，其中不合理的是（　　） 序号 化学反应事实 影响化学反应的因素 A 铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧 反应物浓度 B 碳在常温下不与氧气反应，而在点燃时能与氧气反应 反应温度 C 双氧水在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解 催化剂 D 铜片在空气中很难燃烧，铜粉在空气中较易燃烧 反应物种类 【答案】D 【解析】A、铁丝在空气中不能燃烧，但在氧气中可以燃烧，空气和氧气中氧气浓度不同，说明反应物浓度会影响化学反应，故选项推理合理。 B、碳在常温下不与氧气反应，在点燃时能与氧气反应，说明反应温度会影响化学反应，故推理合理。 C、双氧水在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解，说明催化剂会影响化学反应，故选项推理合理。 D、铜片在空气中很难燃烧，铜粉在空气中较易燃烧，是由于反应物的接触面积不同，说明反应物的接触面积影响化学反应，铜片和铜粉是同一种物质，而不是反应物种类，故选项推理不合理。 故选：D。 8．能改变其他物质的化学反应速率，而本身的 　 　和 　 　在反应前后都没有发生变化的物质叫催化剂。 【答案】质量；化学性质 【解析】催化剂是指能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变。 9．在分解过氧化氢溶液和加热氯酸钾制取氧气时，都用到少量二氧化锰，二氧化锰这两个反应起到　 　作用，是该反应的 　 　。 【答案】催化；催化剂 【解析】在分解过氧化氢溶液和加热氯酸钾制取氧气时，都用到少量的二氧化锰，二氧化锰在这两个反应起到催化作用，是该反应的催化剂。 10．多种因素对化学反应速率有影响。 （1）常温下过氧化氢溶液能缓慢分解，若加入 　 （填化学式）时分解加速。 （2）硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈，说明其影响因素是 　 　。 【答案】（1）MnO2；（2）氧气浓度 【解析】（1）常温下，可以往过氧化氢溶液中加入二氧化锰（MnO2）加快反应速率。 （2）硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，因为氧气中氧气浓度比空气中的氧气浓度高。 11．经过对化学知识的学习，我们可以初步认识到：化学反应的快慢、现象、生成物等与反应物的条件有着密切关系，请各举一例说明： （1）反应物的量不同，反应现象不同 　 　； （2）有无催化剂，反应速率不同 　 　。 【答案】（1）硫在空气中燃烧只能发出微弱的淡蓝色火焰，而在纯氧中燃烧能发出蓝紫色火焰； （2）过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解速率变快。 【解析】（1）反应物的量不同，反应现象可能不同，硫在空气中和在纯氧气中燃烧的现象不同：硫在空气中燃烧只能发出微弱的淡蓝色火焰，而在纯氧中燃烧能发出蓝紫色火焰；故答案为：硫在空气中燃烧只能发出微弱的淡蓝色火焰，而在纯氧中燃烧能发出蓝紫色火焰； （2）使用催化剂，催化剂能改变其它反应的化学反应速率，本身的质量和化学性质在化学反应前后都不变，如过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解速率变快，故答案为：过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解速率变快。 12．影响化学反应的因素主要有： ①反应温度；②反应物浓度；③是否使用催化剂；④物质间的接触面积大小 请用序号填写如下一些反应事实推导出的影响化学反应的因素。 化学反应事实 影响化学反应的因素 （1）铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧　 　； （2）碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应　 　； （3）双氧水在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解　 　； （4）铝片在空气中很难燃烧，铝粉在空气中较易燃烧　 　。 【答案】（1）②；（2）①；（3）③；（4）④ 【解析】（1）铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧，是因为氧气的浓度不同，说明增大反应物的浓度影响化学反应的发生； （2）碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应，说明反应的温度影响化学反应的发生； （3）双氧水在常温下较难分解，加入二氧化锰后迅速分解，说明使用催化剂，可以改变化学反应的速率； （4）铝片在空气中很难燃烧，铝粉在空气中较易燃烧，说明物质间的接触面积大小影响化学反应的进行。 ►问题一 物质变化的条件和影响物质变化的因素 【典例1】 根据一些反应事实能推导出影响化学反应的因素，其中推导错误的是（　　） 序号 化学反应事实 影响化学反应的因素 A 细铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧 反应物浓度 B 碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应 反应温度 C 某双氧水常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解 催化剂 D 铁丝在空气中不能燃烧，铁粉在空气中能燃烧 反应物种类 【答案】D 【解析】A、细铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧，是因为氧气的浓度不同，说明增大反应物的浓度影响化学反应的发生，故A正确； B、碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应，说明反应温度是影响化学反应的因素，故B正确； C、某双氧水常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解，说明催化剂是影响化学反应的因素，故C正确； D、燃烧需要可燃物与氧气接触，铁粉与氧气的接触面积比铁丝与氧气的接触面积更大，铁丝在空气中不能燃烧，铁粉在空气中能燃烧，而铁丝和铁粉属于同种物质，说明反应物形状是影响化学反应的因素，故D错误。 故选：D。 【解题必备】 1. 物质变化的条件主要有点燃、加热、催化剂、通电、高温、高压等等。 2. 影响物质变化的因素主要是指外界因素（如温度、浓度、压强、搅拌、物质的形状或接触面积等）。 【变式1-1】 比较、推理是化学学习常用的方法，以下是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素（括号内为影响化学反应的因素），其中推理不合理的是（　　） A．硫在氧气中比在空气中燃烧更剧烈（反应物浓度） B．碳在常温下不与氧气反应，而在点燃时能与氧气反应（反应温度） C．双氧水在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解（催化剂） D．粗树干在空气中很难燃烧，而细树枝在空气中较易燃烧（反应物的种类） 【答案】D 【解析】A、硫在氧气中比在空气中燃烧更剧烈，空气和氧气中氧气浓度不同，说明反应物浓度会影响化学反应的因素，推理合理，故选项错误。 B、碳在常温下很稳定，但在点燃时能与氧气反应，说明反应温度会影响化学反应的因素，推理合理，故选项错误。 C、双氧水在常温下很难分解，而在二氧化锰的催化作用下迅速分解，说明了使用催化剂，可以改变化学反应的速率，推理合理，故选项错误。 D、粗树干在空气中很难燃烧，而细树枝在空气中较易燃烧，粗树干和细树枝反应物的种类相同，只是表面积不同，说明反应物的接触面积会影响化学反应的因素，推理不合理，故选项正确。 故选：D。 【变式1-2】 比较、推理是科学学习中常用的方法，如表是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素，其中推理不合理的是（　　） 选项 化学反应事实 影响反应因素 A 红热的铁丝在空气中很难燃烧，在氧气中能剧烈燃烧 反应物浓度 B 铜片在空气中很难燃烧，铜粉在空气中较易燃烧 反应物的种类 C 常温下，过氧化氢溶液分解速率缓慢，加入二氧化锰后迅速分解 催化剂 D 碳在常温下不与氧气反应，在点燃时能与氧气反应 反应的温度 【答案】B 【解析】A、铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧，是因为氧气的浓度不同，说明反应物的浓度影响化学反应的发生，故选项推理合理。 B、铜片在空气中很难燃烧，铜粉在空气中较易燃烧，是由于反应物的接触面积不同，说明反应物的接触面积影响化学反应；铜片、铜粉是同一种物质，故选项推理不合理。 C、双氧水在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解，说明了使用催化剂，可以改变化学反应的速率，故选项推理合理。 D、碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应，说明反应的温度影响化学反应的发生，故选项推理合理。 故选：B。 ►问题二 过氧化氢制取氧气实验 【典例2】（2024•山西）探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。 （1）实验方法：①向图1试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。②向图2试管内加入少量二氧化锰，把带火星木条伸入试管，观察现象。③待试管中没有现象发生时，重复进行①的实验操作，观察现象。 （2）实验原理：图2中发生反应的化学方程式为 　 　。 （3）实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 　 　。 （4）实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 　 　。 【问题与思考】 （1）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质有无变化？ （2）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？ 【答案】（2）2H2O22H2O+O2↑；（3）带火星的木条复燃；（4）加快； 【问题与思考】（1）无；（2）常温下，过氧化氢分解速率太慢，产生的氧气太少 【解析】（2）图2中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，化学方程式为2H2O22H2O+O2↑； （3）图3中观察到的现象是带火星的木条复燃，是因为过氧化氢在二氧化锰的催化作用下迅速分解产生大量的氧气； （4）由图1和图3的现象可知，二氧化锰可使过氧化氢分解的速率加快； 【问题与思考】（1）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质没有发生变化； （2）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是常温下，过氧化氢分解速率太慢，产生的氧气太少。 【解题必备】 1. 二氧化锰在过氧化氢溶液制取氧气反应中做催化剂，催化剂是指在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。 2. 催化剂的特点可以概括为“一变、二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变。 3. 催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量、纯度等无影响。 【变式2-1】 催化固碳是二氧化碳和氢气在催化剂作用下反应，生成可做燃料的甲醇（CH3OH）。某学习小组探究温度、压强对甲醇产率的影响，实验结果如图所示。下列说法错误的是（　　） A．温度为520K时甲醇产率最高 B．压强越大，甲醇的产率越高 C．实际生产中为提高甲醇产率，压强越大越好 D．调控化学反应条件，可以利用化学反应为人类造福 【答案】C 【解析】A、由图可知，温度为520K时甲醇产率最高，故A说法正确； B、由图可知，压强越大，甲醇产率越高，故B说法正确； C、压强越大，甲醇产率越高，但是压强越大对设备的要求越高，存在安全问题，所以在实际生产中为提高甲醇产率，并不是压强越大越好，故C说法错误； D、调控化学反应条件，可以利用化学反应为人类造福，故D说法正确。 故选：C。 【变式2-2】氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5mL 5%过氧化氢溶液，再依次进行实验：①插入带有火星的木条；②加入少量二氧化锰；③插入带有火星的木条。 （1）观察到 　 　的现象时，说明试管中有大量氧气产生。 （2）实验③中产生氧气的文字表达式为 　 　，二氧化锰的作用为：　 　。 【答案】（1）带火星的木条复燃。（2）过氧化氢水+氧气；催化作用 【解析】（1）观察到带火星的木条复燃的现象时，说明试管中有大量氧气产生。 （2）实验③中产生氧气的文字表达式为：过氧化氢水+氧气，二氧化锰的作用是催化作用。 ►问题三 催化剂的特点与催化作用 【典例3】 我国自主设计的石油化工催化剂有效提高了石油的利用率。下列说法不正确的是（　　） A．催化剂的质量在化学反应前后不变 B．催化剂的化学性质在化学反应前后不变 C．能加快化学反应速率的物质就是催化剂 D．催化剂并不能增加化学反应生成物的质量 【答案】C 【解析】A、催化剂是在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质，物理性质可以改变，故正确； B、催化剂是在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质，故正确； C、能加快化学反应速率的物质不一定是催化剂，还需要质量和化学性质不变，故错误； D、催化剂只能改变物质的化学反应速率而不能提高生成物的质量，故正确。 故选：C。 【解题必备】 1． 可燃物要求：足量、只与空气中的氧气反应且产物是固体；不能选择木炭、硫、镁条、细铁丝等。 2． 原理：通过化学反应，耗尽密闭容器中的氧气，使压强变小，外界大气压将水压进容器或推动活塞移动。 【变式3-1】 下列有关催化剂的理解错误的是（　　） A．同一物质可做多个化学反应的催化剂 B．对于同一化学反应，可以有几种不同的催化剂 C．催化剂能改变化学反应速率，也能增加或减少生成物的质量 D．催化剂在化学反应前后质量和化学性质没有改变 【答案】C 【解析】A、同一物质可做多个化学反应的催化剂，例如二氧化锰可以用作氯酸钾、过氧化氢分解的催化剂，该选项正确。 B、对于同一化学反应，可以有几种不同的催化剂，例如二氧化锰、氧化铜、氧化铁都可以用作过氧化氢分解的催化剂，该选项正确。 C、催化剂不能改变生成物的质量，该选项不正确。 D、催化剂在化学反应前后化学性质没有改变，但物理性质可能改变，该选项正确。 故选：C。 【变式3-2】 中国和加拿大科学家研制出的一种新型复合纳米催化剂，可在室温下将一氧化碳转化为无污染气体，为清洁空气中的有毒气体提供了一种廉价、有效的方法。下列说法不正确的是（　　） A．复合纳米催化剂改变一氧化碳的反应速率 B．复合纳米催化剂在反应前后化学性质发生改变 C．复合纳米催化剂在反应前后质量不变 D．复合纳米催化剂可解决汽车尾气排放一氧化碳的问题 【答案】B 【解析】A、根据催化剂能够改变化学反应速率，所以复合纳米催化剂改变一氧化碳的反应速率，故A说法正确； B、根据催化剂在反应前后化学性质不发生改变，所以复合纳米催化剂在反应前后化学性质不发生改变，故B说法不正确； C、根据催化剂在反应前后质量不变，所以复合纳米催化剂在反应前后质量不变，故C说法正确； D、新型复合纳米催化剂，可在室温下将一氧化碳转化为无污染气体，所以复合纳米催化剂可解决汽车尾气排放一氧化碳的问题，故D说法正确； 故选：B。 ►问题四 与催化剂有关的图像问题 【典例4】 下列各图表示利用一定量过氧化氢溶液制取氧气中相关量的变化，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A、用等质量、等浓度的过氧化氢溶液制取氧气，催化剂只能影响反应速率，不影响产生氧气的质量，有催化剂的反应速率快，至完全反应所需时间短，故选项图像错误。 B、二氧化锰在反应中作催化剂，反应前后质量不变，故选项图像错误。 C、过氧化氢溶液的浓度越大，反应速率越快，等质量的过氧化氢溶液中，10%的溶液中所含过氧化氢的质量大，因此产生的氧气的质量多，故选项图像正确。 D、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，随着反应进行，水的质量增大，故选项图像错误。 故选：C。 【变式4-1】 为比较二氧化锰与氧化铜的催化效果，按图1所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂接触，瓶内气压的变化如图2所示。下列说法错误的是（　　） A．该反应中二氧化锰的催化效果比氧化铜好 B．化学反应速率与催化剂的种类有关 C．可通过对比图2中的b、d点来比较两种催化剂的效果 D．实验后两瓶中产生的氧气质量不同 【答案】D 【解析】A、利用二氧化锰作催化剂，反应需要时间短，说明该反应中二氧化锰的催化效果比氧化铜好，故选项正确。 B、化学反应速率与催化剂的种类有关，故选项正确。 C、可通过对比图2中的b、d点来比较两种催化剂的效果，故选项正确。 D、过氧化氢质量相等，最终生成氧气质量相等，故选项不正确。 故选：D。 【变式4-2】 现有甲、乙两种质量相等的固体，其中甲是纯净的氯酸钾，乙是氯酸钾和少量二氧化锰的混合物。将甲、乙固体分别放入试管中，并在两个相同规格的酒精灯上同时加热制取氧气。当甲、乙均完全反应后，如图所示图像能正确反映得到氧气的质量m与所用时间t的关系的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】因为甲、乙两种质量相等的固体，其中甲是纯净的氯酸钾，乙是氯酸钾和少量二氧化锰的混合物。所以甲中氯酸钾的质量大于乙中氯酸钾的质量，因而甲产生的氧气比乙多，乙中有催化剂（二氧化锰），可以使氯酸钾在较低的温度下迅速的放出氧气，而甲却需要在较高的温度下才能缓慢的放出氧气，因而乙先得到氧气，甲后得到氧气。 故选：C。 1．水有多种作用，例如：镁与碘的化合反应十分缓慢，若滴入少量水，则立即剧烈反应，此时水作为（　　） A．反应物 B．生成物 C．催化剂 D．稀释作用 【答案】C 【解析】A、因为生成物中没有含有氢、氧元素的物质，所以水在该反应中没有参加反应；本选项错误； B、反应前后水的质量和性质不发生改变，而生成物会因反应的发生不断产生而增加；所以本选项错误； C、在镁与碘的化合反应中，在加入水的前后反应速率不同，所以水在该反应中是作为催化剂出现的；故本选项正确； D、镁与碘的化合反应十分缓慢，若滴入少量水，则立即剧烈反应，可见，加水改变了化学反应的速率，假如是稀释作用，稀释后反应物浓度变小，它们的接触面积减小，反应应该减慢，所以D选项错误。 故选：C。 2．加热过氧化氢制氧气时，不放二氧化锰，其结果是（　　） A．不放出氧气 B．放出氧气的总量增多 C．放出氧气的总量减少 D．放出氧气的速度慢 【答案】D 【解析】A、加热过氧化氢，不加入二氧化锰也能放出氧气，故此项错误。 B、催化剂对生成物的质量没有影响，放出氧气的质量不变，故此项错误。 C、催化剂对生成物的质量没有影响，放出氧气的质量不变，此项错误。 D、加热过氧化氢时，不加二氧化锰，没有催化剂，反应速度会很慢，所以放出氧气的速度就很慢，故此项正确。 故选：D。 3．实验室可用加热高锰酸钾的方法制取氧气，也可用过氧化氢溶液与二氧化锰混合的方法制取氧气，其共同点是（　　） A．都需要加热 B．都使用二氧化锰作催化剂 C．都发生了化学变化 D．都生成了两种物质 【答案】C 【解析】高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气。 A.用过氧化氢制取氧气无需加热，选项说法错误； B.在高锰酸钾制取氧气的过程中，二氧化锰是反应的生成物而不是该反应的催化剂，选项说法错误； C.这两种制取氧气的过程中都有新物质生成，发生的均属于化学变化，选项说法正确； D.高锰酸钾制取氧气的生成物有三种，选项说法错误。 故选：C。 4．下列有关催化剂的叙述正确的是（　　） A．二氧化锰是所有反应的催化剂 B．加入二氧化锰不能使双氧水分解出来的氧气总量增加 C．催化剂能改变化学反应速率，所有反应都需要催化剂 D．要使双氧水分解放出氧气，必须要加入二氧化锰，否则反应就不能发生 【答案】B 【解析】A、二氧化锰不是所有反应的催化剂，例如二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫时，催化剂是五氧化二钒，故选项说法错误； B、催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量无影响，使用催化剂不能增加生成物的质量，故选项说法正确； C、并不是所有的化学反应都需要催化剂，例如铁丝燃烧，故选项说法错误； D、不使用二氧化锰，过氧化氢也能分解生成氧气，只是分解速率较慢，故选项说法错误。 故选：B。 5．我国科学家寻找到新型催化剂，使低温工业产氢取得突破，反应过程图示如图。相关说法正确的是（　　） A．反应前后原子种类发生变化 B．反应前后分子种类没有发生变化 C．反应前后催化剂化学性质发生改变 D．有利于氢能源的推广 【答案】D 【解析】A、由质量守恒定律，反应前后原子种类不变，故选项说法错误。 B、化学变化的实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子，反应前后分子的种类发生了变化，故选项说法错误。 C、反应前后催化剂化学性质不变，故选项说法错误。 D、我国科学家寻找到新型催化剂，使低温工业产氢取得突破，有利于氢能源的推广，故选项说法正确。 故选：D。 6．分解a、b两份过氧化氢溶液，并进行记录，得到如图。下列说法正确的是（　　） A．a、b中过氧化氢含量相同 B．时间为t时，a还没有结束反应 C．完全分解后，a产生的氧气比b的多 D．为了增加b中氧气的量，可以选择加入催化剂 【答案】C 【解析】A、由于图象中可以看出最终生成的氧气量不同，故过氧化氢的质量不相等； B、时间为t时a的氧气量已经不再变化，故说明该反应已经结束； C、完全分解后，ab两条直线是a在b的上方，故最终生成的氧气量a产生的氧气比b的多； D、催化剂的特点是改变反应的速度，不能增加该反应的产物质量，加入催化剂不能增加b中氧气的量。 故选：C。 7．比较、推理是化学学习常用的方法，以下推导中不合理的是（　　） 选项 化学反应事实 影响因素 A CO2和H2O在光照条件下生成葡萄糖，而CO2溶于H2O却生成碳酸 反应条件 B 碳在氧气充足时燃烧产物是CO2，在氧气不足时燃烧产物是CO 反应物的量 C 氯酸钾在加热时反应较慢，而在加入二氧化锰后迅速分解 催化剂 D 在“空气中氧气含量的测定”实验中，用铜粉加热而不用铜片 反应物种类 【答案】D 【解析】A、CO2和H2O在光照条件下生成葡萄糖，而CO2溶于H2O却生成碳酸，说明反应条件不同，生成物可能不同，故选项推导合理。 B、碳在氧气充足时燃烧产物是CO2，在氧气不足时燃烧产物是CO，是因为反应物的量不同，故选项推导合理。 C、氯酸钾在加热时反应较慢，而在加入二氧化锰后迅速分解，说明了使用催化剂，可以改变化学反应的速率，故选项推导合理。 D、在“空气中氧气含量的测定”实验中，用铜粉加热而不用铜片，说明物质间的接触面积大小影响化学反应的进行，铜粉、铜片是同一种物质，而不是反应物种类，故选项推导不合理。 故选：D。 8．比较、推理是化学学习常用的方法。以下是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素（括号内为影响化学反应的因素），其中推理不合理的是（　　） A．铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧（反应物浓度） B．碳在常温下不与氧气反应，而在点燃时能与氧气反应（反应温度） C．木材堆积燃烧火焰更小，木材架空燃烧火焰更大（反应物的种类） D．双氧水在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解（催化剂） 【答案】C 【解析】A、铁丝在空气中很难燃烧，在氧气中能剧烈燃烧，是因为氧气的浓度不同，说明增大反应物的浓度影响化学反应的发生。故选项正确。 B、碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应，说明反应的温度影响化学反应的发生。故选项正确。 C、木材堆积时与氧气接触面积小，火焰比较小，但架空时与氧气的接触面积比较大，火焰较大，说明物质间的接触面积大小影响化学反应的进行。故选项不正确。 D、催化剂能够改变反应速率。故选项正确。 故选：C。 9．太空舱内通过铁酸镍作催化剂可将航天员呼出的二氧化碳转化为氧气。下列有关催化剂的叙述正确的是（　　） A．一个反应的催化剂可能不止一种 B．催化剂一定加快反应速率 C．催化剂的多少影响生成物的质量 D．催化剂在反应前后性质和质量都不变 【答案】A 【解析】A、一个反应的催化剂可能不止一种，如：过氧化氢制取氧气时，也可以用氧化铁、氧化铜等作催化剂，故符合题意； B、催化剂是改变了化学反应速率，不一定是加快反应速率，也可能是减慢化学反应速率，不符合题意； C、催化剂只是改变了化学反应速率，不影响生成物的质量，故不符合题意； D、催化剂在反应前后化学性质和质量都不变，故不符合题意。 故选：A。 10．实验室用过氧化氢分解制取氧气时，往往加入二氧化锰，以下说法正确的是（　　） A．如果不加入MnO2，过氧化氢就不会分解产生氧气 B．在过氧化氢分解反应中，MnO2加快了化学反应速率 C．加入MnO2后制取的氧气质量增大 D．MnO2只能做过氧化氢分解的催化剂 【答案】B 【解析】A、如果不加二氧化锰，过氧化氢也会分解产生氧气，只是速度慢，该选项不正确。 B、在过氧化氢分解反应中，二氧化锰加快反应速率，作催化剂，该选项正确。 C、加入催化剂后，只能改变过氧化氢分解的速率，不能提高氧气的质量，该选项不正确。 D、二氧化锰除了能做过氧化氢分解的催化剂，还可以作其它反应的催化剂，如氯酸钾分解制氧气，该选项不正确。 故选：B。 11．已知：氯酸钾受热分解产生氧气。研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂。氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示： 催化剂 氧化铁 氧化铝 氧化铜 氧化镁 开始反应时的温度/℃ 470 515 305 490 剧烈反应时的温度/℃ 490 540 350 545 实验室用氯酸钾制取氧气，在上述四种物质中选择催化剂，最好选用（　　） A．氧化铁 B．氧化铝 C．氧化铜 D．氧化镁 【答案】C 【解析】比较表格中开始反应的温度和剧烈反应的温度，可以发现氧化铜的两个温度都比较低。温度越低，加热反应时就越方便操作，所以氧化铜作催化剂最合适。 故选：C。 12．用“W”形玻璃管进行微型实验，将注射器中的过氧化氢溶液推入管中与二氧化锰接触。下列有关说法错误的是（　　） A．二氧化锰可以增加生成氧气的质量 B．若a处粉末是木炭粉，能看到有白光产生 C．若a处粉末是硫粉，b处产生的气体会污染空气 D．用“W”形玻璃管进行实验可以节约药品、减少污染 【答案】A 【解析】A、二氧化锰是过氧化氢分解产生氧气的催化剂，催化剂只改变反应速率，不能增加生成物的质量，即不能增加过氧化氢分解生成氧气的质量，故选项说法错误。 B、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，若a处粉末是木炭粉，加热木炭粉，木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，发出白光，放出热量，故选项说法正确。 C、若a处粉末是硫粉，硫在氧气中燃烧生成的气体是二氧化硫，会污染空气，b处应接有尾气处理装置，故选项说法正确。 D、用“W”型玻璃管进行微型实验可以节约药品、减少污染，操作简便，故选项说法正确。 故选：A。 13．学习了初中化学后，我们可以得出以下四点结论：①反应物的量不同，生成物可能不同、②反应的条件不同，生成物可能不同、③反应物的状态不同，反应速率可能不同④反应的条件不同，反应速率可能不同；请为下列生活现实，寻找合适的原因，并将相应的序号填入空格内（选项不能重复）： （1）木屑比木块燃烧更旺　 　； （2）将燃气热水器装于卫生间内，紧闭门窗洗澡容易引起中毒，说明了　 　； （3）将常温下不易分解的双氧水滴入二氧化锰中，迅速产生气泡，说明了　 　； （4）碳酸水的原料二氧化碳和水在光照、叶绿素条件下可以生成葡萄糖和氧气　 　。 【答案】（1）③；（2）①；（3）④；（4）② 【解析】（1）木屑比木块与氧气的接触面积大，燃烧更剧烈，说明反应物状态不同，反应速率可能不同。 （2）紧闭门窗容易导致氧气不足，燃气发生不完全燃烧时能生成一氧化碳，一氧化碳有毒。 （3）将常温下不易分解的双氧水滴入二氧化锰中，迅速产生气泡，说明了反应的条件不同，反应速率可能不同。 （4）二氧化碳和水反应能生成碳酸，二氧化碳和水在光照、叶绿素条件下可以生成葡萄糖和氧气，说明反应的条件不同，生成物可能不同。 14．实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气时，二氧化锰在反应中充当　催化剂　，是因为二氧化锰改变了化学反应的　速率　，而它在化学反应前后　质量　和　化学性质　没有改变． 【答案】催化剂，速率，质量，化学性质 【解析】在使用过氧化氢溶液制取氧气时，加入的二氧化锰能改变过氧化氢的反应速率，而自身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变，二氧化锰在此反应中作的是催化剂。 15．科学探究是奇妙的过程．在一次实验中，小明不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%H2O2溶液的试管中，立即有大量的气泡产生．请你和小明一起填写空白． （1）检验试管中产生的气体为氧气的方法是 　 　； （2）小明根据实验现象推测硫酸铜溶液可能是此反应的 　 　； （3）小明同学如果要进一步确定硫酸铜溶液是此反应的催化剂，还须通过实验确认它在化学反应前后质量和 　　都没有发生变化． 【答案】（1）用带火星的木条；（2）催化剂；（3）化学性质 【解析】（1）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故检验氧气使用的是带火星的木条； （2）由硫酸铜溶液滴加到了盛有5%H2O2溶液的试管中，立即有大量的气泡产生可推测，硫酸铜溶液可能是过氧化氢溶液分解的催化剂； （3）催化剂的特点是“一变，两不变”，即反应速率变，质量和化学性质不变，要证明物质是催化剂，必须同时验证这三点，前面已证明硫酸铜能改变化学反应速率，还要证明反应前后它的化学性质和质量都没有改变。 16．某化学实验小组在查阅资料时发现氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究。称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图所示实验。 （1）通过步骤 　 　（填序号）现象的对比可证明氧化铜能加快过氧化氢的分解速率。 （2）步骤⑥的称量结果是 　 　。 （3）步骤⑦的作用 　 　。 【答案】（1）①③；（2）氧化铜的质量还是0.2g； （3）证明氧化铜的化学性质在反应前后没有发生改变 【解析】（1）步骤①③对比可以说明氧化铜能够加快过氧化氢的分解速率。 （2）反应前后催化剂的质量不变，步骤⑥结果为氧化铜的质量还是0.2g； （3）步骤⑦现象加入氧化铜后过氧化氢分解速度加快，反应大量气泡，带火星的木条复燃，证明氧化铜的化学性质在反应前后没有发生改变。 1．为了探究分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用，某同学在化学课上完成了如图所示实验，下列相关分析错误的是（　　） A．步骤①带火星木条没有复燃，说明没有氧气生成 B．步骤②的试管壁上可能会沾上黑色粉末 C．上述实验说明二氧化锰能加速过氧化氢分解 D．实验后可通过过滤、洗涤、干燥等操作回收二氧化锰 【答案】A 【解析】A、步骤①中带火星木条没有复燃，不能说明没有氧气生成，是因为过氧化氢在常温下能产生氧气，但分解速率缓慢，产生的氧气很少，故选项说法错误。 B、二氧化锰是黑色粉末，步骤②的试管壁上可能会沾上黑色粉末，故选项说法正确。 C、加入二氧化锰前，伸入试管中的带火星的木条不复燃；加入二氧化锰后，伸入试管中的带火星的木条复燃，说明二氧化锰能加速过氧化氢分解，故选项说法正确。 D、二氧化锰难溶于水，实验后可通过过滤、洗涤、干燥等操作回收二氧化锰，故选项说法正确。 故选：A。 2．比较、推理是化学学习常用的方法，以下是根据一些实验事实推理出的影响化学反应的因素，其中推理不合理的是（　　） A．铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中铁丝能剧烈燃烧——反应物的浓度 B．双氧水在常温下缓慢分解，而在加热后能较快速分解——反应物的温度 C．氯酸钾在加热时缓慢分解，加热后加MnO2迅速分解——有、无催化剂 D．块状CaCO3与稀盐酸反应较慢，磨成粉末后迅速反应——反应物的种类 【答案】D 【解析】A、铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧，空气中含氧气的体积分数约为21%，影响化学反应的因素是反应物的浓度，故选项正确。 B、双氧水在常温下缓慢分解，而在加热后加入二氧化锰后迅速分解，温度越高，反应越快，影响化学反应的因素是反应物的温度，故选项正确。 C、氯酸钾在加热时缓慢分解，而加热后加入二氧化锰后迅速分解，二氧化锰是该反应的催化剂，二氧化锰改变了氯酸钾分解反应的速率，本身的质量和化学性质在反应前后不变，影响化学反应的因素是有、无催化剂，故选项正确。 D、块状CaCO3与稀盐酸反应较慢，磨成粉末后迅速反应，块状碳酸钙与稀盐酸的接触面积小，粉末状碳酸钙与稀盐酸的接触面积大，影响化学反应的因素是反应物的接触面积，故选项不正确。 故选：D。 3．比较推理是学习化学常用的方法，以下是根据一些实验事实推理出的影响化学反应的因素，其中推理不合理的是（　　） 选项 实验事实 影响化学反应的因素 A 铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧 反应物浓度 B 碳在常温下不与氧气反应，而在点燃时能与氧气反应 反应温度 C 过氧化氢在常温下缓慢分解，而在加入二氧化锰后迅速分解 有无催化剂 D 铁片在空气中很难燃烧，铁粉在空气中较易燃烧 反应物的种类 【答案】D 【解析】A、铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧，是因为氧气的浓度不同，说明增大反应物的浓度，可以加快化学反应速率，故选项推理合理。 B、碳在常温下不与氧气反应，而在点燃时能与氧气反应，因为反应温度不同，温度升高，化学反应容易发生，故选项推理合理。 C、双氧水在常温下缓慢分解，而在加入二氧化锰后迅速分解，说明了使用催化剂，可以改变化学反应的速率，故选项推理合理。 D、铁片与铁粉均属于同一种物质，铁片在空气中很难燃烧，铁粉在空气中较易燃烧，是因为反应物的接触面积不同，说明反应物的接触面积影响化学反应的发生，无法得出反应物的种类对化学反应的影响，故选项推理不合理。 故选：D。 4．为了探究影响铁与盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组设计了下列实验： 实验① 实验② 实验③ 下列说法正确的是（　　） A．对比实验①和②，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响 B．对比实验②和③，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响 C．对比实验②和③，可研究温度对反应剧烈程度的影响 D．对比实验①和②，可研究温度对反应剧烈程度的影响 【答案】A 【解析】A、实验①和②，盐酸的浓度的不同，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响，故选项说法正确。 B、实验②和③，温度不同、盐酸的浓度的不同，不能研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响，故选项说法错误。 C、实验②和③，温度不同、盐酸的浓度的不同，不能研究温度对反应剧烈程度的影响，选项说法错误。 D、实验①和②，盐酸的浓度的不同，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响，故选项说法错误。 故选：A。 5．氯酸钾为白色固体，熔点为356℃，在370℃左右分解释放氧气。某兴趣小组对氯酸钾分解反应的催化剂进行研究，在相同的加热条件下，用如图装置完成表中实验： 编号 氯酸钾质量为/g 催化剂 催化剂质量/g 收集50mL气体所需时间/s 实验一 5 —— —— 171 实验二 5 二氧化锰 0.5 49 实验三 5 三氧化二铁 0.5 58 实验四 5 氯化钾 0.5 154 下列说法不正确的是（　　） A．进行实验一时，试管口应略向上倾，避免氯酸钾熔化流出 B．用实验一再继续收集50mL氧气，所需的时间少于171s C．该实验收集气体时，应等到均匀冒气泡时将导管伸入量筒中 D．实验一的作用是对照实验，三种催化剂中二氧化锰的催化效果最好 【答案】C 【解析】A、进行实验一时，试管口应略向上倾，避免氯酸钾熔化流出，故选项正确。 B、用实验一再继续收集50mL氧气，所需的时间少于171s，是因为反应生成的氯化钾能够加快反应速率，故选项正确。 C、该实验是为了比较催化剂的催化效果，收集气体时，应该在导管口出现气泡前就将导管伸入量筒中，故选项不正确。 D、验一的作用是对照实验，三种催化剂中二氧化锰的催化效果最好，是因为相同条件下收集相等体积的气体时，利用二氧化锰需要时间最短，故选项正确。 故选：C。 6．过氧化氢不稳定，易被某些含铜化合物催化分解，某兴趣小组进行下列探究实验： 步骤一：向盛有5mL5%的NaOH溶液的试管中，滴加少量硫酸铜溶液，产生蓝色沉淀。 步骤二：向蓝色沉淀中逐滴滴入3%的H2O2溶液直至过量，发现蓝色沉淀变为黄褐色沉淀（反应为H2O2+Cu（OH）2＝CuO2+2H2O），随后黄褐色沉淀迅速变为黑色沉淀，产生气泡越来越快，最终试管中得到黑色沉淀。 下列说法不正确的是（　　） A．步骤一反应的实质为Cu2+和OH﹣反应生成Cu（OH）2 B．步骤二中，生成黄褐色沉淀的反应属于复分解反应 C．步骤二生成的黑色沉淀可能为Cu2O D．实验中产生气泡越来越快，原因可能是CuO对过氧化氢分解有催化作用 【答案】C 【解析】A、步骤一反应的实质为Cu2+和OH﹣反应生成Cu（OH）2，故选项正确。 B、步骤二中，生成黄褐色沉淀的反应属于复分解反应，故选项正确。 C、步骤二生成的黑色沉淀不可能为Cu2O，是因为氧化亚铜是红色固体，故选项不正确。 D、实验中产生气泡越来越快，原因可能是CuO对过氧化氢分解有催化作用，故选项正确。 故选：C。 7. 某同学误将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气，部分物质的质量随加热时间变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．曲线c代表氧气 B．t1时刻高锰酸钾开始分解 C．t2时刻开始产生氧气 D．与直接加热等质量的氯酸钾相比，该操作生成氧气的质量不变 【答案】B 【解析】A、曲线c代表氧气错误，因为在t1时刻就有氧气产生，该选项不正确。 B、t1时刻，KMnO4开始分解正确，因为高锰酸钾在较低的温度下可以分解，该选项正确。 C、t1时刻，KMnO4开始分解产生氧气，因为高锰酸钾在较低的温度下就可以分解，该选项不正确。 D、高锰酸钾在加热的条件下分解产生氧气，生成的二氧化锰加快了氯酸钾的分解速率，因此此混合物与直接加热等质量氯酸钾相比，该操作导致反应速率加快，生成氧气的质量不同，该选项不正确。 故选：B。 8．下列有关图象叙述正确的是（　　） A．①表示一定质量的碳在过量的氧气中燃烧，碳的质量随反应时间变化的曲线 B．②表示加热高锰酸钾制取氧气时，剩余固体的质量随反应时间变化的曲线 C．③表示硫在氧气中燃烧时，参加反应的硫的质量和氧气的质量关系曲线 D．④表示质量相同的粉末状碳酸钙和块状碳酸钙与足量的稀盐酸反应时，产生的二氧化碳的质量随反应时间变化的曲线 【答案】C 【解析】A、一定质量的碳在过量的氧气中燃烧，碳的质量应该逐渐减少，直到成为零，故此项错误。 B、加热高锰酸钾制取氧气时，生成的锰酸钾和二氧化锰都是固体，所以固体的质量变化应该是略有减少，反应完成后就不再变了，故此项错误。 C、硫在氧气中燃烧时，参加反应的硫的质量和氧气的质量关系为1/1，故此项正确。 D、质量相同的粉末状碳酸钙和块状碳酸钙与足量的稀盐酸反应时，产生的二氧化碳的质量最后应该是相等的，故此项错误。 故选：C。 9．比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。用如图1所示的装置进行了两次实验，在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有的3mL5%的双氧水注入试管中，再利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间的关系如图2所示。 （1）写出过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下制取氧气的文字表达式：　 　。 （2）在检查装置的气密性后，小组同学注入双氧水开始实验。实验中造成U型管内红墨水液面左低右高的原因是：　 　。 （3）根据注射器中氧气的体积不同，可比较两种催化剂的催化效果。通过图像除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜好，还能得出的结论是 　 　。 【答案】（1）过氧化氢水+氧气； （2）反应生成气体，装置内压强增大； （3）反应时间足够长，双氧水完全分解，产生氧气的体积相同 【解析】（1）过氧化氢在二氧化锰做催化剂条件下分解生成氧气和水，反应的文字表达式为：过氧化氢水+氧气； （2）此反应过程中生成氧气，装置内气体增多，压强增大，大于外界压强后，U型管内红墨水液面左低右高； （3）根据图2可知，使用不同催化剂时产生氧气的速率不同，但是等量的过氧化氢使用不同催化剂充分反应时生成的氧气的总体积相同。 10．某兴趣小组同学对实验室制备氧气的催化剂进行如下探究。 【提出问题】二氧化锰常作为氯酸钾分解制取氧气的催化剂，那其他氧化物是否也能催化氯酸钾分解呢？是否比二氧化锰催化效果更好？ 【查阅资料】研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂，氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如表所示： 氧化铁 氧化铝 氧化铜 氧化镁 开始反应（℃） 420 515 305 490 剧烈反应（℃） 490 540 350 545 实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用的氧化物是　 　。 【设计并完成实验】 Ⅰ.将3.0g氯酸钾放在试管中加热； Ⅱ.将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰混合均匀加热； Ⅲ.将xg氯酸钾与1.0g氧化铜混合均匀加热。 【实验现象分析】 （1）Ⅲ中x的值应为　 　。 （2）将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若称量得到1.0g黑色粉末；再将黑色粉末和xg氯酸钾混合加热，现象与实验Ⅲ相同。说明在实验Ⅲ发生的反应前后，氧化铜的　 　和　 　都没有发生改变。 （3）实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明氧化铜　 　（选填“能”与“不能”）改变氯酸钾分解的速率。 【结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂。 【答案】【查阅资料】氧化铜； 【实验现象分析】（1）3.0；（2）质量；化学性质 （3）能够 （3）反应时间足够长，双氧水完全分解，产生氧气的体积相同 【解析】【查阅资料】 实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用的氧化物是氧化铜，是因为利用氧化铜时，开始反应的温度和剧烈反应的温度都是最低。 【实验现象分析】 （1）为了进行对比，Ⅲ中x的值应为3.0。 （2）将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若称量得到1.0g黑色粉末；再将黑色粉末和xg氯酸钾混合加热，现象与实验Ⅲ相同。说明在实验Ⅲ发生的反应前后，氧化铜的质量和化学性质都没有发生改变。 （3）实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明氧化铜能改变氯酸钾分解的速率。 11．我校某班同学想探究红砖粉末是否也可作为过氧化氢分解的催化剂．请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白： （1）【提出问题】红砖粉末能不能做过氧化氢分解的催化剂呢？ （2）【猜想】红砖粉末能做过氧化氢分解的催化剂． （3）【实验验证】 实验步骤 实验现象 实验结论 实验一 　 　 木条不复燃 常温下过氧化氢不分解 实验二 在装有过氧化氢溶液的试管中加入红砖粉末，然后将带火星的木条伸入试管中 木条复燃 　 　 （4）【结论】红砖粉末能加快过氧化氢的分解速率，故红砖粉末能做过氧化氢的催化剂． （5）【讨论与反思】有同学认为：仅凭上述两个实验还不能证明红砖粉末能做过氧化氢的催化剂，还需要增加一个探究实验： 实验三： （6）【实验目的】探究　 　。 （7）【实验步骤】①准确称量红砖粉末的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管中的物质进行过滤、洗涤、干燥、　 　；④对比反应前后红砖粉末的质量。 （8）【分析】如果红砖粉末反应前后质量不变，则说明红砖粉末可以作为过氧化氢的催化剂。 但也有同学认为：要证明猜想，上述三个实验还是不够，还需要再补充一个探究实验：你认为还需要探究：　 　。 【答案】（3）①实验一的步骤：将带有火星的木条，伸入装有双氧水的试管； ②实验二的结论：红砖粉末能加快过氧化氢的分解速率，红砖粉末能做过氧化氢的催化剂； （6）红砖粉末反应前后质量有没有变化； （7）称量红砖粉末的质量； （8）实验三中得到的红砖粉末能否继续使双氧水催化分 【解析】由分析可知，（3）将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中；红砖粉末加速了过氧化氢的分解； （6）根据题目中（7）的步骤，预测实验目的为：红砖粉末反应前后质量是否不变； （7）根据催化剂的特点：“一变二不变”，依据此设计实验验证红砖粉末，是否为催化剂； （8）验证红砖粉末是否符合“一变二不变”，从而验证它是否再次能使双氧水催化分解。 12．某班化学兴趣小组同学探究“催化剂的种类对氯酸钾分解催化效果的影响”，设计了如下实验。 （1）实验数据记录如下： 氯酸钾的质量/g 催化剂种类 催化剂的质量/g 相同时间内产生氧气的体积 Ⅰ 3.0 V Ⅱ 3.0 氧化铝粉末 0.5 V1 Ⅲ 3.0 氧化铁粉末 x V2 ①在相同条件下比较上述三组实验产生氧气的快慢，实验Ⅲ中x的值应为 　 　。 ②写出氧化铁催化氯酸钾分解的文字表达式：　 　。 ③在相同温度下，本实验中测量氧气的体积可选用下列图中的 　 　（填字母序号）。 ④若V1＜V2，可得出的结论是 　 　。 （2）若要证明氧化铝和氧化铁是该反应的催化剂，还要验证它们在化学反应前后的质量和 　 　不变。 （3）小明想探究反应物与催化剂的质量比不同，催化效果是否不同。于是他调节氯酸钾和氧化铁的质量比制备氧气，整理数据绘制出如图。从图中得出氧化铁和氯酸钾的最佳质量比是 　 　。 【答案】（1）①0.5； ②氯酸钾氯化钾+氧气； ③C； ④相同条件下，氧化铁对氯酸钾分解催化效果比氧化铝好； （2）化学性质； （3）5：4。 【解析】（1）①变量只有催化剂种类，所以加入催化剂的质量相同，因此x为0.5。 ②氯酸钾在氧化铁催化作用下加热反应生成氯化钾和氧气，文字表达式：氯酸钾氯化钾+氧气。 ③在相同温度下，本实验中测量O2的体积可选用如图中的C。 ④若V1＜V2，可得出的结论是相同条件下，氧化铁对氯酸钾分解催化效果比氧化铝好。 故答案为：相同条件下，氧化铁对氯酸钾分解催化效果比氧化铝好。 （2）催化剂能改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质不变。 （3）从图中得出氯酸钾和氧化铁的最佳质量比是5：4。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！32 学科网（北京）股份有限公司 $$