Question

右圖是研究催化劑對過氧化氫分解反應速率影響的實驗裝置圖。某學生研究小組在50ml量筒中盛滿水，倒置于水槽中，通過分液漏斗把過氧化氫溶液加入錐形瓶中（內中已有適量催化劑），記錄各時間段收集到的氧氣的體積。

實驗一：以二氧化錳作催化劑，進行以下四組實驗。

第1組：粉末狀的二氧化錳0.2g+ 5ml 6% H₂O₂

第2組：粉末狀的二氧化錳0.2g+ 3ml 10% H₂O₂

第3組：粉末狀的二氧化錳0.1g+5ml 6% H₂O₂

第4組：顆粒狀的二氧化錳0.1g+5ml 6% H₂O₂

催化劑：MnO2	第1組	第2組	第3組	第4組
前15s產生氧氣的量（ml）	11	15	8	7
前30s產生氧氣的量（ml）	21	24	11	9
前45s產生氧氣的量（ml）	31	35	18	12
前60s產生氧氣的量（ml）	45	48	26	15

實驗二：以不同的催化劑對過氧化氫（均為5ml 6% H₂O₂）分解反應速率影響進行研究，記錄反應的時間t和相應的量筒內的氣體體積讀數V，用（V₂―V₁）/t作為反應速率的表達式（單位：ml?s^-1），得到以下實驗數據：

催化劑	產生氣體速率/ ml?s-1		催化劑	產生氣體速率/ ml?s-1
MnO2	0.03		土豆	0.03
CuO	0.07		活性炭	0.12

（1）       寫出H₂O₂分解的反應方程式                                 

（2）       實驗一的幾組數據能說明                                         

（3）       實驗二的幾組數據反映出                                           

（4）       用碰撞理論解釋催化劑能增大化學反應速率的原因                   

                                                                       。

Answer 1

（1）       反應式略

（2）       第①組和第②組反映出濃度與反應速率的關系

       第③組和第④組反映出反應物顆粒大小對反應速率的影響

       第①組和第③組反映出催化劑的用量與反應速率大小的關系

（3）       反映出催化劑與反應液的接觸面積的大小影響化學反應速率

（4）       催化劑的使用，降低了一個反應所需的活化能，從而增大了反應體系中活化分子的百分數，使有效碰撞的機會增多，導致反應速率明顯加快。