Question

催化剂在生产和科技领域中起着重大作用．为比较Fe³⁺、Cu²⁺和MnO₂对H₂O₂分解反应的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验．请回答相关问题．



（1）同学X观察甲中两支试管产生气泡的快慢，由此得出Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，其结论______（填“合理”或“不合理”），理由是______．
（2）同学Y利用乙装置探究MnO₂对H₂O₂分解的催化效果．将50mL H₂O₂一次性加入盛有0.10mol MnO₂粉末的烧瓶中，测得标准状况下由量气管读出气体的体积[V（量气管）/mL]和时间（t/min）的关系如丙图所示．
①b______（填“＜”、“＞”或“=”）90mL，原因是______．
②同学Y除了探究MnO₂对H₂O₂分解速率的影响情况，还可得出______对H₂O₂分解速率的影响情况．
（3）催化剂能加快反应速率，是因为它能改变反应的路径，使发生反应所需的活化能______（填“升高”“降低”“不变”）．

Answer 1

（1）催化剂能改变化学反应的速率，这里是加快速率，若图1所示实验中反应速率为①＞②，则一定说明氯化铁比硫酸铜催化效果好，因二者所含的阴离子不同，要证明Fe³⁺比Cu²⁺对H₂O₂分解催化效果好，还要使选择的试剂中阴离子种类相同，所以得出Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，其结论不合理，故答案为：不合理；阴离子种类不同；
（2）①图象斜率的大小反映反应速率快慢，斜率越大，反应速率越快，将50mL H₂O₂一次性加入盛有0.10mol MnO₂粉末的烧瓶中，由于反应物浓度减小，反应速率减小，3min～4min生成10mL气体，那么2min～3min生成气体的体积应大于10mL，故b小于90mL，
故答案为：＜；由于反应物浓度减小，反应速率减小，3min～4min生成10mL气体，那么2min～3min生成气体的体积应大于10mL，故b小于90mL；
②在加入催化剂的条件下随着反应物浓度的降低，反应速率减小，故答案为：反应物浓度；
（3）催化剂加快化学反应速率是降低了反应的活化能，故答案为：降低．