【划重点】2023-2024学年九年级化学上册-催化剂、分解反应（含培优竞赛试题）（解析版）

2.3.2催化剂、分解反应学习目标重难点1.理解催化剂定义的概念2.学会验证催化剂的方法3.掌握分解反应概念重点：1.催化剂概念的理解和验证；2.分解反应的定义和判断难点：催化剂概念的理解和运用知识01探究过氧化氢制氧气中二氧化锰的作用1．探究过氧化氢制氧气中二氧化锰的作用【实验目的】1.学习催化剂概念2.了解用过氧化氢制氧的方法【实验用品】试管、药匙、过氧化氢溶液、二氧化锰、小木条二氧化锰【实验步骤】1234【实验现象】步骤1中带火星的小木条火星闪烁，但未燃烧；步骤2中加入二氧化锰后，产生大量的气泡；步骤3中小木条火星快速闪烁，但仍未燃烧；步骤4中小木条燃烧。【实验结论】①过氧化氢常温下也会很缓慢地分解，放出氧气。②二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率。2．催化剂【概念】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变化的物质叫做催化剂。【催化作用】催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。【特点】（1）一变：改变化学反应速率，加快反应或减慢反应（2）两不变：催化剂质量不变；催化剂化学性质不变【验证】要确认二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，还需完成以下操作：=1\*GB3①继续上述实验，在插入试管中的小木条熄灭后，倒入适量的过氧化氢溶液，插入带火星的小木条。--结论：实验中只消耗过氧化氢，“二氧化锰”似乎用不完。=2\*GB3②实验后，将试管中的物质过滤（即将固体和液体分开），将所得的固体洗净、干燥、称量，发现所得固体的质量与反应前加入试管中的二氧化锰的质量相等。--结论：a.“二氧化锰”在实验中可能没有被消耗；b.反应中生成了一种新的固体物质，该固体的质量与加入的二氧化锰质量刚好相等。=3\*GB3③把该固体再次加到过氧化氢溶液中，观察到过氧化氢的分解又加快了。--说明：实验后所得固体是二氧化锰，即实验后二氧化锰的化学性质没变。综上所述，得出二氧化锰在过氧化氢分解的反应中，加快了过氧化氢的分解速率，而它本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化，我们就说二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂。深入了解催化剂1.催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的产率。2.催化剂的质量和化学性质在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变。3.不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。如过氧化氢制氧气的反应中，氧化铁、硫酸铜、红砖粉末、动物肝脏等也可以作催化剂。4.“多重身份”的MnO2①“催化剂”---氯酸钾或过氧化氢制氧气的反应中；②“反应物”---MnO2＋4HCl(浓)eq\o(,\s\up7(△),\s\do5())MnO2＋Cl2↑+2H2O反应中；③“生成物”---2KMnO4eq\o(,\s\up7(△),\s\do5())K2MnO4＋MnO2＋O2↑反应中，MnO2是生成物。1．（湖北省宜昌市枝江市实验中学等学校2022-2023学年九年级上学期期中）下列有关催化剂的说法中正确的是A.催化剂就是二氧化锰B.催化剂总是能加快其他物质的化学反应速度C.在化学反应前后催化剂的质量和性质都没有改变D.生成物的质量与催化剂无关。【答案】CD【解析】A、催化剂不是唯一的，所以催化剂不一定是二氧化锰，故A错误；B、催化剂总是能改变其他物质的化学反应速度，不一定是加快，故B错误；C、在化学反应前后催化剂的质量和化学性质都没有改变，故C正确；D、生成物的质量与催化剂无关，催化剂只能影响反应速率，不会影响生成物的多少，故D正确。故选CD。2.（湖南省衡阳市2022-2023学年九年级上学期期中模拟）下列图像中有关量的变化趋势正确的是A.①图：加热等质量的两份氯酸钾，一份加入二氧化锰，一份不加入二氧化锰B.②图：一定量的硫粉与过量的氧气在密闭容器内点燃并充分反应C.③图：向一定质量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液D.④图：加热一定质量高锰酸钾固体产生氧气至完全分解【答案】D【解析】A、加热等质量的两份氯酸钾，一份加入二氧化锰，一份不加入二氧化锰，加入二氧化锰的反应速率快，但是最后生成氧气的质量相同，不符合题意；B、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，故硫粉的质量逐渐减小至零，不符合题意；C、向一定质量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液，在该反应中，二氧化锰是催化剂，化学反应前后，催化剂的质量不变，不符合题意；D、加热一定质量的高锰酸钾固体产生氧气至完全分解，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，生成了氧气，故剩余固体中氧元素的质量逐渐减小，待完全反应后，不再变化，符合题意。故选D。知识02分解反应1.概念：由一种反应物生成两种或两种以上的其他物质的反应，叫做分解反应。2.反应特点：“一变多”3.反应通式：AB→A+B4.分解反应和化合反应的比较反应类型分解反应化合反应概念由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应表达式ABA＋BA＋BAB特征“一变多”“多变一”实例如：双氧水分解如：红磷燃烧共性都是化学变化,都属于化学基本反应类型。1．下列反应中（略去反应条件），既不属于化合反应，又不属于分解反应的是A．二氧化碳+水→碳酸 B．氧化钙+水→氢氧化钙 C．碳酸钙→氧化钙+二氧化碳 D．酒精+氧气→水+二氧化碳【答案】D。【解析】A、二氧化碳+水→碳酸，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项错误。B、氧化钙+水→氢氧化钙，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项错误。C、碳酸钙→氧化钙+二氧化碳，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项错误。D、酒精+氧气→水+二氧化碳，该反应的反应物和生成物均是两种，不符合“多变一”、“一变多”的特征，既不属于化合反应，又不属于分解反应，故选项正确。故选：D。2．如图是几个化学反应的微观示意图，属于分解反应的是ABCDA．A B．B C．C D．D【答案】C【解析】A、由图可知，反应物有两种，生成物也有两种，不属于分解反应，错误；B、由图可知，反应物有两种，生成物只有一种，属于化合反应，错误；C、由图可知，反应物只有一种，生成物有两种，属于分解反应，正确；D、由图可知，反应物有两种，生成物也是两种，不属于分解反应，错误。反应前后均为两种物质不是分解反应反应前为两种物质，反应后为一种物质属于化合反应反应前只有一种，反应后有两种物质属于分解反应1.催化剂一定加快化学反应速率？不一定！例如，食用油脂里加入0.02%至0.04%没食子酸正丙酯，就可以有效地防止酸败，没食子酸正丙酯就是一种负催化剂，负催化剂常用来减缓不自发的化学反应，还用来减弱过于剧烈的反应。2.催化剂一定是MnO2？当不一定！例如，过氧化氢制氧气的反应中，氧化铁、硫酸铜、红砖粉末、动物肝脏等也可以作催化剂。3.MnO2一定是反应的催化剂？课本中引入催化剂概念时，以过氧化氢制氧气和氯酸钾制取氧气作为示例，两个反应恰巧选择MnO2作反应的催化剂，使得同学们误认为MnO2是所有反应的催化剂。事实上二氧化锰除了在一些反应中充当催化剂以外，在不同反应中会充当不同的“角色”。如在MnO2＋4HCl(浓)eq\o(,\s\up7(△),\s\do5())MnO2＋Cl2↑+2H2O反应中是“反应物”；在2KMnO4eq\o(,\s\up7(△),\s\do5())K2MnO4＋MnO2＋O2↑反应中，MnO2是“生成物”。4.分解反应一定是一种物质生成两种物质的反应吗？不一定！分解反应概念告诉我们：一种反应物生成两种或两种以上的其他物质的反应叫做分解反应。所以生成物可以是两种或更多种，比如2KMnO4eq\o(,\s\up7(△),\s\do5())K2MnO4＋MnO2＋O2↑反应中，生成物就有K2MnO4、MnO2、O2等三种物质。题型一催化剂和与催化作用例1.（2023•北京二模）下列关于催化剂的说法正确的是（）A．一种催化剂只能催化一个化学反应 B．催化剂在化学反应前后质量和性质都不变 C．催化剂能加快化学反应速率，也能减慢化学反应速率 D．如果没有二氧化锰作催化剂，双氧水不会分解【答案】C【分析】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叫做催化剂（又叫触媒），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，催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量无影响。【解析】A、一种催化剂可以催化多个化学反应，如二氧化锰在过氧化氢和氯酸钾制取氧气的实验中都可以做催化剂，故A错误；B、催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变，故B错误；C、催化剂能够改变化学反应速率，既可加快反应速率，也可以减慢反应速率，故C正确；D、不使用催化剂物质也能发生化学反应，双氧水也能缓慢分解放出氧气，故D错误。故选：C。变式1.（2023•泰山区校级一模）下列关于催化剂的说法中，正确的是（）A．化学反应前后，催化剂的质量和性质都不改变 B．同一个反应不能有不同的催化剂 C．在过氧化氢分解过程中加入二氧化锰可以加快反应（二氧化锰无变化），所以二氧化锰是此反应的催化剂 D．催化剂一定加快物质的化学反应的速率【答案】C【分析】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叫做催化剂（又叫触媒）。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。【解析】A、催化剂能改变化学反应速率，而本身的质量和化学性质不变，物理性质可能会发生改变，故选项说法错误。B、同一个反应可以有不同的催化剂，如过氧化氢的分解反应中，二氧化锰、氧化铜、硫酸铜溶液等均可以作催化剂，故选项说法错误。C、在过氧化氢分解过程中加入二氧化锰可以加快反应（二氧化锰无变化），则二氧化锰是此反应的催化剂，故选项说法正确。D、催化剂不一定加快物质的化学反应的速率，也可能是减慢化学反应的速率，故选项说法错误。故选：C。题型二催化剂的验证、催化效果的比较例1.某化学兴趣小组的同学为了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（过氧化氢溶液）注入试管中，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Ⅱ所示。（1）在检查装置的气密性后，小组同学开始实验时注入双氧水的方法是______（填序号）。A快速推注射器活塞B缓慢推注射器活塞（2）根据相同时间注射器内氧气的体积不同，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______。（3）由氧化铜催化的反应，t1～t2时间段反应速率逐渐变慢，原因可能是____。【拓展延伸】同学们在老师的指导下设计实验继续探究。（4）如图Ⅲ，向两支试管分别加入等质量不同浓度双氧水，再加上等质量、等浓度的FeCl3溶液，分别用气压传感器测定两试管中气体压力变化曲线，如图Ⅳ。请你思考：①保证实验准确性，请你设计向两试管中加入FeCl3溶液的具体操作是_____。②请你从曲线中找出FeCl3溶液对双氧水分解影响的一条规律性结论：_________________________，写出该反应的符号表达式________。【答案】（1）B（2）催化剂不能改变生成氧气的量（3）随着反应的进行，过氧化氢溶液浓度在不断下降（4）①分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液同时注入两支试管中②FeCl3溶液对浓度大H2O2溶液分解促进效果更好⑥.H2O2eq\o\ac(\s\up5(FeCl3),\s\do0(→))H2O+O2【解析】（1）开始实验时注入双氧水的方法是缓慢推注射器活塞，防止反应剧烈，放出大量的热，可能会造成活塞向外移动，导致装置漏气；（2）由图象分析得出，当反应结束时，无论是用何种催化剂，等体积、等浓度的过氧化氢溶液生成的氧气体积相等，说明催化剂不能改变生成氧气的量；（3）由图象知，在氧化铜作为催化的条件下，t0～t1时间段曲线逐渐变陡，说明反应速率逐渐变快，因为过氧化氢分解制氧气的同时放出热量；t1～t2时间段曲线逐渐变平缓，说明反应速率又逐渐变慢，这是因为随着反应的进行，过氧化氢溶液浓度在不断下降；[拓展延伸]（4）①保证实验准确性，要保证时间的统一性，能够进行对比；向试管中加入FeCl3溶液，可以分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液同时注入两支试管中；②根据曲线可以看出，FeCl3溶液能加快H2O2溶液的分解；FeCl3溶液对浓度大H2O2溶液分解促进效果更好；过氧化氢在氯化铁的催化作用下生成水和氧气：H2O2eq\o\ac(\s\up5(FeCl3),\s\do0(→))H2O+O2。变式1.某化学兴趣小组阅读课外资料得知，双氧水分解除了二氧化锰作催化剂，还可以用氧化铜等物质作催化剂，于是对氧化铜产生了探究兴趣。【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？【设计实验】以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验：（其他可能影响实验的因素均忽略）实验序号KClO3质量其他物质质量待测数据①1.2g/②1.2gCuO0.5g③1.2gMnO20.5g（1）上述实验测量的“待测数据”是___________；（2）若实验②比实验①的“待测数据”更___________（填“大”或“小”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率；（3）对实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，称量得到0.5g黑色粉末，这是为了证明氧化铜的___________在反应前后没有改变。【预期结论】氧化铜还能作氯酸钾分解的催化剂；【评价设计】你认为设计实验③和实验②对比的目的是___________；上述实验探究不能证明氧化铜能作氯酸钾分解的催化剂的理由是___________。【实验拓展】大家从课外资料上还获得下列信息：氧化铁、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以作过氧化氢分解的催化剂。下列有关催化剂的说法正确___________。A二氧化锰可作任何反应的催化剂B同一个反应可能有多种催化剂C催化剂一定能加快反应速率D没有催化剂化学反应不能发生E对很多工业反应，加入催化剂能起到增加生成物的质量的效果【答案】（1）收集相同体积氧气所需的时间（或相同时间内收集氧气的体积）；（2）小（或大）；（3）质量；还需要验证反应前后化学性质是否改变；【评价设计】探究氧化铜是否比二氧化锰催化效果好；5；【实验拓展】B。【解析】【设计实验】（1）反应速率的表达方式可以通过相同时间内收集气体的多少，或者通过收集相同体积氧气所需的时间，以此反映实验结果；（2）若是利用收集相同体积氧气的时间表示反应速率，则数据越小越好，若通过收集相同时间内收集气体的体积表示反应速率，则数据越大越好；（3）氧化铜反应前后质量都是0.5g，说明此时反应前后质量不变；催化剂还需验证反应前后化学性质是否发生变化，因此没有进行此实验，无法说明氧化铜为催化剂；【设计评价】②和③的变量只是催化剂不同，因此探究不同催化剂对双氧水分解速率的影响（即探究氧化铜是否比二氧化锰催化效果好）；根据实验目的，要控制变量，所以表格中MnO2的质量也应为5g；【实验拓展】A、二氧化锰作为催化剂使用，可以应用于不同的反应，如氯酸钾的反应，故选项A错误；B、氧化铁、硫酸铜、猪肝、马铃薯等作为过氧化氢分解反应的催化剂，所以同一个反应有多种催化剂，故选项B正确；C、催化剂改变反应速率，不一定加快反应速率，故选项C错误；D、催化剂只是改变反应速率，不加催化剂反应也可以发生，故选项D错误；E、催化剂不改变生成物的质量，故选项E错误；F、催化剂也可以是其他反应的反应物或生成物，如二氧化锰是高锰酸钾反应后的生成物，故选项F错误。题型三分解反应例1.（2023•城西区校级开学）下列反应不属于分解反应的是A．电解水的反应 B．氢气在氧气中燃烧 C．实验室加热高锰酸钾制取氧气 D．工业制取二氧化碳【答案】B【分析】根据分解反应是一种物质反应后生成两种或两种以上的物质，其特点可总结为“一变多”；进行分析判断。【解析】A、水在电解条件下生成氢气与氧气，该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，故选项错误。B、氢气在氧气中燃烧生成水，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项正确。C、实验室加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰与氧气，该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，故选项错误。D、工业制取二氧化碳，发生的反应是碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，故选项错误。故选：B。变式1.（2022秋•永定区期末）诗词是中华民族的文化瑰宝。下列诗词或谚语中包含分解反应的是A．野火烧不尽，春风吹又生 B．粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间 C．熬胆矾铁釜，久之亦化为铜 D．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干【答案】B【分析】分解反应：一种物质反应后生成两种或两种以上的物质，其特点可总结为“一变多”；据此进行分析判断。【解析】A、野火燃烧的过程中发生了燃料的燃烧，反应物有燃料和氧气，不是一种反应物，不符合“一变多”的形式，不属于分解反应，故选项错误。B、粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间的过程中，发生了碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，故选项正确。C、熬胆矾铁釜，久之亦化为铜，是指硫酸铜与铁反应生成铜和硫酸亚铁，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，故选项错误。D、蜡烛燃烧的过程中有新的物质二氧化碳和水生成，反应物是石蜡和氧气，不符合“一变多”的形式，不属于分解反应，故选项错误。故选：B。基础巩固1．在化学反应中，催化剂A．质量减小B．在反应后化学性质发生了变化C．质量增加D．能改变其它物质的化学反应速率【答案】D【解析】A．因催化剂化学反应前后质量不变，故A选项错误；B．因催化剂化学反应前后化学性质不变，故B选项错误；C．因催化剂化学反应前后质量不变，故C选项错误；D．因催化剂能加快或减慢反应的速率，即能改变化学反应速率，故D选项正确。2.实验室用过氧化氢制取氧气，若实验中忘记加入二氧化锰，其结果是A.不产生氧气B.产生氧气的速度慢C.产生氧气的总量少D.没有影响【答案】B【解析】实验室用过氧化氢制取氧气，二氧化锰是催化剂，可以加快反应的的速率，但催化剂不能增加产率，也不能减少产率。故选B3．对催化剂在化学反应前后的下列判断：①质量不变

②性质不变

③能增加生成物的质量

④催化剂在反应中都是加快反应速率

⑤二氧化锰是一切反应的催化剂

⑥催化剂的种类不同，催化效果可能不同。其中正确的是A.

②③⑤

B.

①④⑤

C.

①⑥

D.

全部【答案】C【解析】催化剂是改变反应的速率，而本身质量和化学性质在反应前后不发生改变；①质量不变，符合题意；②是化学性质不变，不符合题意；③催化剂不改变生成物的质量，不符合题意；④催化剂在反应中是改变反应速率，不符合题意；⑤二氧化锰是某些反应的催化剂不是所有反应的催化剂，不符合题意；⑥催化剂的种类不同，催化效果可能不同，符合题意；4．某实验小组利用如图所示仪器探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下：Ⅰ．用MnO2、CuO，Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液温合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂，大小相同的海藻酸钠微球，备用。Ⅱ．取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用甲图装置进行实验，改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线图（见乙图）。下列说法不正确的是（）A．从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是氧化铬或氧化铁 B．每次实验时，海藻酸钠微球的数量应保持相同 C．用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落可能是因为橡皮塞被冲开 D．实验中压强增大主要是因为产生了气体，且反应放热【答案】A【解析】A、从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是氧化铬或氧化铁错误，氧化铬或氧化铁催化效果太慢，错误符合题意，故选项正确；B、每次实验时，海藻酸钠微球的数量应保持相同正确，因为控制变量法只能控制一个变量，正确但不符合题意，故选项错误；C、用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落可能是因为橡皮塞被冲开正确，正确但不符合题意，故选项错误；D、实验中压强增大主要是因为产生了气体，且反应放热正确，正确但不符合题意，故选项错误；故选：A。5．对一定量氯酸钾和二氧化锰的混合物加热，下列图象能正确表示对应变化关系的是A． B．C． D．【答案】C【解析】A、氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气，随着反应进行，氧气质量增大，完全反应后氧气质量不再变化，故A不正确；B、随着反应进行，固体质量减小，剩余固体中锰元素质量分数增大，故B不正确；C、随着反应进行，不断生成氧气，剩余固体中氧元素质量减小，完全反应后氧元素质量不再变化，故C正确；D、反应前氯化钾质量是0，故D不正确。故选C。6.下列图象表示一定质量的氯酸钾和二氧化锰混合物受热过程中某些量随时间的变化趋势，其中正确的是A．B．C．D．【答案】A【解析】A.氯酸钾分解生成氯化钾和氧气，直至分解完，得到氯化钾质量不再改变。故A正确；B.氯酸钾受热分解，氯酸钾固体质量会减少，因此氯酸钾质量分数会减小到0，故B错误；C.二氧化锰是催化剂反应前后质量不变，而固体质量会逐渐减少二氧化锰质量分数会增加，故二氧化锰质量分数不能从0开始，故C错误；D.氯酸钾分解需用加热到一定的温度才能产生氧气，因此氧气的起点该在横坐标上，故D错误；故选A7．某兴趣小组用30%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法错误的是A.

图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝

B.

图3、4对比可知，温度会影响化学反应速率

C.

图1、4对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速度

D.

图1、2对比可知，1中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度【答案】C【解析】A.图1、2实验中唯一的不同点是图2将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由图1实验木条不复燃，而图2木条复燃对比可知，图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝，故说法正确，不符合题意；B.图3、4中唯一的不同点是图4将反应容器放在了凉水中，温度低，反应平缓，图3是在常温下，反应剧烈，二者对比可知，温度会影响化学反应速率，故说法正确，不符合题意；C.图1、4中反应物的温度不同，无法证明加入催化剂会影响化学反应速度，故说法错误，符合题意。D.图1、2实验中唯一的不同点是图2将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由图1实验木条不复燃，而图2木条复燃对比可知，1中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度，故说法正确，不符合题意。8．能正确反映对应变化关系的图像是A．用两份等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气B．加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物C．镁条燃烧D．在一定量过氧化氢溶液中加入少量的二氧化锰【答案】D【解析】A.过氧化氢制氧气的反应中，催化剂能加快反应的速率，不能改变生成物的量，错误；B.用氯酸钾制氧气的反应中，氧气从0开始，然后慢慢增加，反应结束后不再改变，而图中最开始不是0，错误；C.镁条燃烧生成氧化镁，固体开始不为0，反应过程中慢慢增加，结束后不再改变，而图中最开始固体为0，错误；D.过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，过氧化氢溶液中含有水，则刚开始水的质量不为0，反应过程中慢慢增加，结束后不再改变，正确。9．过氧化氢溶液分解反应的催化剂很多．化学兴趣小组同学设计如图四组实验，比较两种物质的催化效果，其中观察效果较差的是A．第一组同时实验，观察比较反应过程中两个气球体积变化的快慢B．第二组同时实验，观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢C．第三组分两次实验，观察木条能否复燃D．第四组分两次实验，观察比较在相同时间内量筒收集气体的体积大小【答案】C【解析】A、第一组通过气球膨胀的快慢很明显的显现出哪一物质的催化效果号，符合题意；B、第二组通过观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢，很明显的看出反应速率的快慢，也就知道哪一种物质催化效果好，符合题意；C、第三组分两次实验，看木条能否复燃，由于分两次实验，如果木条都能复燃，根本无法判断哪一种物质的催化效果好，不符合题意；D、第四组虽然分两次实验，但通过比较收集一定体积的气体所需的时间，就能比较出反应速率的快慢，符合题意；故选：C。10.下列变化不属于分解反应的是A．碳酸钙→氧化钙+二氧化碳 B．过氧化氢→水+氧气C．蜡烛＋氧气→二氧化碳＋水 D．水→氢气+氧气【答案】C【解析】分解反应是由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，其特点可总结为“一变多”。A、该反应是由一种物质生成两种物质的反应，符合“一变多”的特征，属于分解反应。B、该反应是由一种物质生成两种物质的反应，符合“一变多”的特征，属于分解反应。C、该反应是由两种物质生成两种物质的反应，不符合“一变多”的特征，不是分解反应。D、该反应是由一种物质生成两种物质的反应，符合“一变多”的特征，属于分解反应。故选：C。11.下列图象能正确反映其对应操作中各量变化关系的是A.B.C.D.A．在密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量B．加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物C．在少量二氧化锰中加入双氧水D．在密闭装置内加热高锰酸钾制氧气【答案】D【解析】A、红磷燃烧生成五氧化二磷，氧气消耗，最终压强小于原来压强，该选项对应关系不正确；B、氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气，随着反应进行，固体质量减小，二氧化锰质量不变，固体中二氧化锰质量分数增大，该选项对应关系不正确；C、反应前氧气质量是0，该选项对应关系不正确；D、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，物质的种类是四种，随着反应进行，高锰酸钾反应完全，物质的种类变成三种，该选项对应关系正确。故选：D。12．某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如下图所示，下列关于该过程的说法正确的是A．c代表氧气 B．t2时刻，O2开始产生C．t1时刻，KMnO4开始分解 D．起催化作用物质的质量一直保持不变【答案】C【解析】根据高锰酸钾加热生成二氧化锰可以做催化剂，同时生成氧气；氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氧气判断图中a：氯酸钾，b：高锰酸钾，c：氯化钾；t1时刻，KMnO4开始分解产生氧气；起催化作用物质是高锰酸钾分解产生的二氧化锰，随着加热反应进行其质量先增大，直至高锰酸钾完全分解后，二氧化锰质量保持不变。故选C。二、填空题13．下列反应，属于化合反应的是___________；属于分解反应的是___________。属于氧化反应的是___________（填编号）。A．铁+氧气eq\o(————→,\s\up7(点燃),\s\do5())四氧化三铁B．甲烷+氧气eq\o(————→,\s\up7(点燃),\s\do5())二氧化碳+水C．锌+稀硫酸→硫酸锌+氢气D．碳酸钙eq\o(————→,\s\up7(高温),\s\do5())生石灰+二氧化碳E．氧化汞eq\o(————→,\s\up7(高温),\s\do5())汞+氧气F．石蜡+氧气eq\o(————→,\s\up7(点燃),\s\do5())二氧化碳+水【答案】ADEABF【解析】A、铁和氧气点燃生成四氧化三铁，是由两种物质生成一种物质，属于化合反应，且是物质与氧气发生的反应，属于氧化反应；B、甲烷和氧气点燃生成二氧化碳和水，是物质与氧气发生的反应，属于氧化反应；C、锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，是由一种物质和一种化合物反应生成两外一种单质和化合物的反应，属于置换反应；D、碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，是由一种物质生成两种物质，属于分解反应；E、氧化汞在加热条件下分解生成汞和氧气，是由一种物质生成两种物质，属于分解反应；F、石蜡和氧气点燃生成二氧化碳和水，是物质与氧气发生的反应，属于氧化反应；因此，属于化合反应的是A；属于分解反应的是DE；属于氧化反应的是ABF。14．（2022•广州模拟）学习了二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：氧化铜能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？于是进行了以下探究。（猜想）（1）Ⅰ.氧化铜不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变。Ⅱ.氧化铜参与反应，反应前后质量和化学性质发生了改变。Ⅲ.氧化铜是反应的催化剂，反应前后。（实验）用天平称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，实验过程如下：（2）步骤③现象是试管内有放出，带火星木条复燃；步骤⑥的结果是。（3）步骤⑦的现象是溶液中有大量气泡产生，；由此可得出结论；综上证明猜想（填序号）成立。（4）步骤①的目的是。（5）过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气的化学反应的表达式为。（6）有同学想验证氧化铜与二氧化锰的催化效果谁更好，请你帮他设计实验探究并简要写下实验方案。【答案】（1）质量和化学性质不变；（2）气泡；氧化铜的质量仍为0.2g；（3）带火星木条复燃；Ⅲ；（4）对照；（5）2H2O2eq\o(,\s\up7(CuO),\s\do5())2H2O+O2↑；（6）向A、B试管中分别加入5mL5%的过氧化氢溶液，A试管中加入0.2g二氧化锰，B试管中加入0.2g氧化铜，比较产生相同体积气体所用时间。【解析】（1）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，所以Ⅲ.氧化铜是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质不变；（2）常温下过氧化氢分解速率很慢，步骤①中带火星的木条不复燃，步骤③中带火星的木条复燃，说明氧化铜能加快过氧化氢的溶解速率，故试管内有气泡放出，带火星的木条复燃；步骤⑥的结果是氧化铜的质量仍为0.2g或氧化铜的质量不变或0.2g；（3）步骤⑦的现象是溶液中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明化学反应前后，氧化铜的化学性质不变；故由以上分析可知，氧化铜能加速过氧化氢的分解速率，且化学反应前后，氧化铜的质量和化学性质不变，故猜想Ⅲ成立；（4）步骤①的目的是对比实验；（5）过氧化氢在氧化铜的催化下分解为水和氧气，该反应的化学反应表达式为：2H2O2eq\o(,\s\up7(CuO),\s\do5())2H2O+O2↑；（6）要想验证氧化铜与二氧化锰的催化效果，变量是催化剂种类，其它因素均相同，故实验方案为：向A、B试管中分别加入5mL5%的过氧化氢溶液，A试管中加入0.2g二氧化锰，B试管中加入0.2g氧化铜，比较产生相同体积气体所用时间。15.某化学兴趣小组的同学为了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（过氧化氢溶液）注入试管中，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Ⅱ所示。（1）在检查装置的气密性后，小组同学开始实验时注入双氧水的方法是______（填序号）。A快速推注射器活塞B缓慢推注射器活塞（2）根据相同时间注射器内氧气的体积不同，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______。（3）由氧化铜催化的反应，t1～t2时间段反应速率逐渐变慢，原因可能是____。【拓展延伸】同学们在老师的指导下设计实验继续探究。（4）如图Ⅲ，向两支试管分别加入等质量不同浓度双氧水，再加上等质量、等浓度的FeCl3溶液，分别用气压传感器测定两试管中气体压力变化曲线，如图Ⅳ。请你思考：①保证实验准确性，请你设计向两试管中加入FeCl3溶液的具体操作是_____。②请你从曲线中找出FeCl3溶液对双氧水分解影响的一条规律性结论：_________________________，写出该反应的符号表达式________。【答案】（1）B（2）催化剂不能改变生成氧气的量（3）随着反应的进行，过氧化氢溶液浓度在不断下降（4）①分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液同时注入两支试管中②FeCl3溶液对浓度大H2O2溶液分解促进效果更好⑥.H2O2eq\o\ac(\s\up5(FeCl3),\s\do0(→))H2O+O2【解析】（1）开始实验时注入双氧水的方法是缓慢推注射器活塞，防止反应剧烈，放出大量的热，可能会造成活塞向外移动，导致装置漏气；（2）由图象分析得出，当反应结束时，无论是用何种催化剂，等体积、等浓度的过氧化氢溶液生成的氧气体积相等，说明催化剂不能改变生成氧气的量；（3）由图象知，在氧化铜作为催化的条件下，t0～t1时间段曲线逐渐变陡，说明反应速率逐渐变快，因为过氧化氢分解制氧气的同时放出热量；t1～t2时间段曲线逐渐变平缓，说明反应速率又逐渐变慢，这是因为随着反应的进行，过氧化氢溶液浓度在不断下降；[拓展延伸]（4）①保证实验准确性，要保证时间的统一性，能够进行对比；向试管中加入FeCl3溶液，可以分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液同时注入两支试管中；②根据曲线可以看出，FeCl3溶液能加快H2O2溶液的分解；FeCl3溶液对浓度大H2O2溶液分解促进效果更好；过氧化氢在氯化铁的催化作用下生成水和氧气：H2O2eq\o\ac(\s\up5(FeCl3),\s\do0(→))H2O+O2。培优竞赛1.已知氧化铜也可以催化过氧化氢的分解，现向一定量的过氧化氢的水溶液中加入适量的氧化铜粉末，充分反应（忽略水的挥发）。下列图象错误的是A．B．C．D．【答案】D【解析】A、根据反应方程式：过氧化氢eq\o\ac(\s\up5(CuO),\s\do0(→),\s\do5())氧气+水，随着反应进行，氧气质量逐渐增大后不变，A不符合题意。B、反应中氧化铜是催化剂，氧化铜质量不变，B不符合题意。C、溶液中水的质量先增多，后不变，C不符合题意。D、过氧化氢质量减少到零，D符合题意。故答案为：D。2.（2022年湖南省衡阳县初三五科联赛）关于实验室用MnO2与KClO3制取氧气的说法正确的是A.不使用MnO2做催化剂该反应也能发生B.收集氧气后能直接凑到集气瓶口去闻C.MnO2参与了反应过程D.在KClO3中加入少量KMnO4也能加快该反应速度，说明KMnO4也是该反应的催化剂【答案】A【解析】A、实验室用MnO2与KClO3制取氧气，MnO2是催化剂能加快反应速率，不使用催化剂反应也能发生，故选项说法正确；B、氧气是无味的，实验室的药品不能直接去闻气味，故选项说法错误；C、MnO2是催化剂，没有参与反应过程，故选项说法错误；D、在KClO3中加入少量KMnO4也能加快该反应速度，是因为高锰酸钾受热能分解生成二氧化锰，可以加快反应速率，KMnO4不是该反应的催化剂，故选项说法错误。故选：A。3．为比较Fe3+和Cu2+对过氧化氢分解反应的催化效果，某同学设计了如图所示的实验（FeCl3溶液、CuSO4溶液中都含有阴阳离子和水分子），有关实验有如下说法：①过氧化氢中氧元素的化合价为-1价；②若图1所示实验中反应速率为①＞②，则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好；③实验中可通过观察产生气泡快慢来比较反应速率；④滴加FeCl3或CuSO4溶液后过氧化氢分解速率加快，则FeCl3或CuSO4是过氧化氢催化剂以上说法错误的是A．①② B．①④ C．②④ D．③④【答案】C【解析】①过氧化氢中氢显+1价，根据化合物中元素化合价之和为零，可知氧元素的化合价为-1价，故①符合题意；②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，故②不符合题意；③反应的剧烈程度与实验现象有关，反应越剧烈，产生气体的速率越快，产生气泡越快，故③符合题意；④证明氯化铁或硫酸铜是过氧化氢分解的催化剂，还需要验证质量和化学性质不变，故④不符合题意。所以说法错误的是②④。故答案为：C。4.某兴趣小组的同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究。（提出问题）①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果好？（1）（查阅资料）①氯化钾可溶于水；②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：氧化铁氧化铝氧化铜氧化镁开始反应温度（℃）420515305490剧烈反应温度（℃）490540350545实验室用氯酸钾制取氧气，如果没有二氧化锰，最好选用上述物质的作催化剂。（2）（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二氧化锰均匀混合加热Ⅲ、将3.0g氯酸钾与Xg氧化铜均匀混合加热（实验现象分析）Ⅲ中X的值应为g，实验Ⅰ和Ⅲ对比的目的是。（3）实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是。（4）将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，然后进行称量，目的。（5）判断氧化铜能否作氯酸钾分解的催化剂，还要做一个实验：。实验Ⅲ中发生化学反应的符号表达式为：。（6）（拓展延伸）二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为比较两者的催化能力，某同学按图甲所示装置进行了如下实验。（查阅资料）过氧化氢分解为放热反应；温度过高，过氧化氢酶的活性反而会降低。（实验步骤）①连接好装置，检查装置的气密性。②取1.5毫克过氧化氢酶和8毫升蒸馏水加入容器中，搅拌后塞紧橡皮塞。③用注射器A从容器中抽出2毫升气体，用注射器B将2毫升H2O2溶液注入容器中，采集数据。直至反应结束。④用3.1毫克、5.6毫克过氧化氢酶及1.5毫克、5.6毫克、10.7毫克二氧化锰重复上述实验，获取数据如图乙。检查甲装置气密性的方法是。（7）分析乙图中的相关数据，得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强"的结论，其依据是。（8）依题目中信息推测：过氧化氢酶质量过大，可能导致实验过程中突然变慢。理由是。【答案】（1）氧化铜（2）1.0；氧化铜是否加快氯酸钾的分解（或其他合理答案均可）（3）氧化铜与二氧化锰对氯酸钾的催化效果哪一种好（合理答案均可）（4）氧化铜在反应前后的质量是否发生变化（5）氧化铜在反应前后的化学性质是否发生变化（或将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，得到的氧化铜再加入氯酸钾，加热，如果还能加快氯酸钾分解，说明氧化铜可作氯酸钾的催化剂等合理答案均可）；KClO3eq\o\ac(\s\up5(CuO),\s\do0(→),\s\do5(△))KCl+O2（6）推动注射器A的活塞，注射器B的活塞往外移动（或微热锥形瓶，若注射器活塞往外移动，则气密性良好等合理答案）（7）相同时间内，加入等量催化剂和过氧化氢酶，则加过氧化氢酶的容器内压强更大（或容器内产生相同的压强时，加入等量催化剂和过氧化氢酶，则加过氧化氢酶的所需时间更短）（8）反应放热，温度升高，过氧化氢酶活性受热后降低，导致反应速率突然变慢【解析】（1）由表中数据可知，加入氧化铜后氯酸钾开始反应和剧烈反应时的温度均是最低的，所以实验室用氯酸钾制取氧气，如果没有二氧化锰，最好选用上述物质中的氧化铜，故填氧化铜。设计并完成实验：（2）为和Ⅱ进行对比，Ⅲ中X的值应为1.0g；实验Ⅰ和Ⅲ对比的目的是验证氧化铜是否加快氯酸钾的分解。（3）实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是验证氧化铜与二氧化锰对氯酸钾的催化效果哪一种好。（4）将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，然后进行称量，目的是验证氧化铜在反应前后的质量是否发生变化。（5）判断氧化铜能否作氯酸钾分解的催化剂，还要做一个实验验证氧化铜在反应前后的化学性质是否发生变化，即将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，再加入氯酸钾，加热，如果还能加快氯酸钾分解，说明氧化铜可作氯酸钾的催化剂；实验Ⅲ中发生化学反应的符号表达式为：KClO3eq\o\ac(\s\up5(CuO),\s\do0(→),\s\do5(△))KCl+O2。（6）检查甲装置气密性的方法是推动一个注射器活塞，另一个注射器活塞往外移动，或微热锥形瓶，若注射器活塞往外移动，则气密性良好，故填推动注射器A的活塞，则注射器B的活塞往外移动，则气密性良好（或微热锥形瓶，若注射器活塞往外移动，则气密性良好）（7）分析乙图中的相关数据，得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强"的结论，其依据是相同时间内，加入等量催化剂，过氧化氢酶，则加过氧化氢酶的容器内压强更大，说明分解速率更快，或容器内产生相同的压强时，加入等量催化剂和