专题05 比较过氧化氢在不同条件下的分解-2021年高考生物必考实验专题突破（解析版）

实验五：比较过氧化氢在不同条件下的分解 1.实验原理 2. 实验过程 3. 易错提醒 实验处理：（1）、配置常量——等量原则 （2）、设置自变量——对照原则、单一变量 原则 （3）、检测因变量——科学性原则 使用新鲜的肝脏研磨液：避免过氧化氢酶失活 酶具有高效性：一定是与无机催化剂相比较的结论 例 1．下列关于一定量的 H2O2 溶液分别在加热、加 FeCl3 溶液、加 H2O2 条件下的分解反应的叙述， 正确的是( ) A．都能增加产物的量 B．都能为反应提供能量 C．都能降低反应的活化能 D．都能使反应速率加快 【答案】D 【解析】加热属于增加反应物的能量，加 FeCl3 溶液、加 H2O2 酶条件属于降低 H2O2 分解反应的活化 能，三种条件下都不能增加产物的量。 例 2．下图实验装置为探究土豆片中 H2O2 酶具有催化作用的实验，对其产生的现象及推测叙述中，错 误的是( ) A．H2O2 溶液的浓度为该实验的无关变量 B．应设置煮熟的土豆片代替新鲜土豆片做对照实验 C．一段时间后气体量不再增加的原因一定是 H2O2 酶被消耗而大量减少 D．如果把土豆片改为土豆研磨液产生的气泡速率会更快 【答案】C 【解析】由题意可知，该实验自变量为有无 H2O2 酶，H2O2 的浓度为无关变量，A、B 正确；酶是催 化剂，反应后结构不变，一段时间后 H2O2 完全分解，气体量不再增加，C 错误；土豆片改为土豆研磨液后 细胞破裂释放出 H2O2 酶，更有利于反应进行，D 正确。 1．下图为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验装置图，为验证酶具有高效性，应选择的实验组合是 （ ） A．①和② B．①和③ C．①和④ D．③和④ 【答案】D 【解析】 为验证酶具有高效性，自变量是催化剂的种类，无关变量如温度应保持一致，因此选择③和④比较合适。 故选 D。 2．下列是有关酶的实验叙述，正确的是（ ） A．探究 pH 对酶活性影响时，自变量不止一种 B．在“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”实验中，可通过检测是否有还原性糖产生来说明酶的作用具有专一 性 C．在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，加热、Fe3+和过氧化氢酶促使过氧化氢分解的原因都是 降低了过氧化氢分解反应的活化能 D．在“探究温度对酶活性的影响”实验中，先将淀粉液与淀粉酶液混合后，再分别置于不同温度条件下 5 分 钟 【答案】B 【解析】 A、探究 pH 对酶活性的影响时，自变量就是 pH，A 错误； B、在“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”实验中，淀粉酶可以水解淀粉产生麦芽糖（属于还原糖），而淀粉 酶不能水解蔗糖（属于非还原糖），可通过检测是否有还原性糖产生来说明酶的作用具有专一性，B 正确； C、加热是为化学反应提供活化能，C 错误； D、在“温度对酶活性的影响”实验中，关键步骤是先将淀粉液和酶溶液在不同温度条件下保温 5 分钟，然后 将对应的温度保温下的酶溶液和淀粉溶液混合，D 错误。 故选 B。 3．下列关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的叙述，正确的是（ ） A．实验所用肝脏研磨液和 FeCl3 溶液的质量分数相同 B．肝脏研磨液和 FeCI3 溶液的滴加量属于自变量 C．试管中过氧化氢分解速率属于自变量 D．各试管中的过氧化氢溶液量属于无关变量 【答案】D 【解析】 A、实验用的肝脏研磨液和 FeCl3 溶液的质量分数不同，A 项错误； B、肝脏研磨液和 FeCl3 溶液即加入的催化剂种类属于自变量，但滴加量不是自变量，而是无关变量，B 项 错误； C、过氧化氢分解速率属于因变量，C 项错误； D、过氧化氢溶液量属于无关变量，D 项正确。 故选 D。 4．下列关于比较过氧化氢在不同条件下的分解实验的叙述，错误的是（ ） A．加热能提高过氧化氢的分解速率，但不能降低活化能 B．该实验中加肝脏研磨液和 FeCl3 的两组可构成对比实验 C．若所用肝脏不新鲜，等量过氧化氢彻底分解所得氧气将减少 D．该实验能得出过氧化氢酶具有催化作用以及高效性的结论 【答案】C 【解析】 A、加热能提高过氧化氢的分解速率，但不能降低化学反应所需的活化能，A 正确； B、该实验中加肝脏研磨液和 FeCl3 的两组可构成对比实验，说明酶具有高效性，B 正确； C、若所用肝脏不新鲜，则过氧化氢酶的活性下降，催化过氧化氢分解的速率会减慢，但不影响反应平衡， 最终等量过氧化氢彻底分解理论上仍应产生等量氧气，C 错误； D、该实验得出的结论有过氧化氢酶具有催化作用、高效性，D 正确。 故选 C。 5．下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。有关分析合理的是 A．不同的班级进行实验的时间都是一课时属于无关变 B．1 号、2 号试管对照说明加热能降低反应的活化能 C．1 号与 4 号试管对照可说明过氧化氢酶有催化作用 D．3 号与 4 号试管对照可说明过氧化氢酶具有专一性 【答案】C 【解析】 【解析】 A、不同的班级进行实验的时间与实验结果没有关系，不属于无关变量，A 错误； B、加热能使过氧化氢分子从常态转变成容易反应的活跃状态，不是降低反应的活化能，B 错误； C、1 号与 4 号试管对照，可说明过氧化氢酶有催化作用，C 正确； D、3 号与 4 号试管对照可说明过氧化氢酶具有高效性，D 错误； 故选 C。 6．下表是某研究小组进行“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的步骤、实验结果与结论。据表分析， 下列相关说法错误的是（ ） 步骤 试管编号 1 2 3 4 一 过氧化氢浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 二 反应条件 常温 90℃ FeCl3 肝脏研磨液 剂量 — — 2 滴 2 滴 结果 气泡产生 不明显 少量 较多 大量 卫生香燃烧 不复燃 不复燃 变亮 复燃 结论 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 A．1 是对照组，2、3、4 是实验组，为使实验结论更可靠，在 1、2 中各加入 2 滴蒸馏水 B．由实验结果可知，2、3、4 组的反应速率均比 1 组快，但原因不完全相同 C．可通过实验结果中卫生香的燃烧情况来比较各组产生氧气的相对量 D．若 3 组与 4 组的实验结果相同，则一定是过氧化氢放置时间太长 【答案】D 【解析】 A、1 是对照组，2、3、4 是实验组，实验时对照组和实验组最好保持单一变量原则，为使实验结论更可靠， 可以在 1、2 组中各加入 2 滴蒸馏水，A 正确； B、2 组比 1 组反应快是因为升温使分子运动加快，3、4 组比 1 组反应快是因为催化剂降低了化学反应的活 化能，B 正确； C、过氧化氢分解产生水和氧气，点燃的卫生香在氧气充足的情况下会剧烈燃烧，可通过燃烧情况来比较各 组产生氧气的相对量，C 正确； D、如果 3、4 组的实验结果相同，可能是催化剂失去作用了，也可能是过氧化氢放置时间太长，浓度大大 降低，D 错误。 故选 D。 7．有关“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的叙述，正确的是（ ） A．该实验的自变量是反应条件，1 号试管常温处理是为了排除无关变量的干扰 B．4 号试管中过氧化氢分解最快，是因为酶的浓度高于 3.5%的 FeCl3 溶液 C．如果将四支试管都放在 90℃水浴中，4 号试管的反应速率仍为最快 D．4 号试管产生的气泡明显比 2 号试管多，说明酶具有高效性 【答案】A 【解析】 A、对照实验为了保证单一变量原则，常设置空白对照，用来排除实验中无关变量对结果产生的影响，A 正 确； B、4 号试管中过氧化氢分解最快，不是因为酶的浓度高于 3.5%的 FeCl3 溶液，而是因为酶具有高效性，降 低活化能更显著，B 错误； C、4 号试管为肝脏研磨液，放在 90℃水浴中，会导致过氧化氢酶失去活性，其反应速率不是最快的，C 错 误； D、酶具有高效性是指酶降低活化能更显著，是通过比较酶溶液和无机催化剂得出来的结论，2 号试管并未 降低反应的所需的活化能，因此不能得出酶具有高效性的结论，D 错误。 故选 A。 8．下图是在不同条件下，探究过氧化氢的分解情况后绘制的曲线图，下列叙述正确的是（ ） A．该实验的自变量是温度和酶的种类 B．该实验可说明 60℃时的过氧化氢酶活性高于 20℃时的 C．Ⅲ曲线对应条件下的过氧化氢的初始用量少于Ⅰ、Ⅱ曲线对应条件下的 D．Ⅰ曲线是温度和酶共同作用的结果 【答案】D 【解析】 A、该实验的自变量是温度和反应时间，A 错误； B、加热条件下，过氧化氢的分解速率会加快，因此不清楚 60℃时反应速率加快是酶活性高还是由于温度引 起的，B 错误； C、Ⅲ曲线是由于反应速率慢，反应还未完成是的产物的浓度没有达到最大值，并不是过氧化氢的初始用量 低，C 错误； D、据图可知，Ⅰ曲线是温度和酶共同作用的结果，D 正确。 故选 D 。 9．下图曲线①表示在最适温度和最适 pH 条件下，过氧化氢酶催化过氧化氢分解后的 O2 含量变化曲线，曲 线②或③是在 P 点时改变某一条件后所得到的 O2 含量变化曲线。下列有关叙述正确的是（ ） A．在 P 点时若适当降温可得到曲线③ B．在 P 点时若改变 pH，则可得到曲线② C．在 P 点时若增加过氧化氢的量，则会得到曲线② D．若过氧化氢酶活性降低，则会导致 O2 总含量减少 【答案】A 【解析】 【解析】 A、在 P 点时若降低温度酶的活性降低，会得到曲线③，A 正确； B、在 P 点时若适当降低 pH 酶活性下降，得到曲线③，B 错误； C、在 P 点时若增加过氧化氢的量，会使 O2 的总量增加，C 错误； D、若过氧化氢酶活性降低，反应时间延长，O2 的总量不变，D 错误。 故选 A。 10．下图为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的装置，请据图回答。 （1）本实验对肝脏进行研磨的目的是_____________，实验的观测指标是_____________。 （2）分析 1 号、2 号的实验结果可知___________________________。 （3）1 号和 4 号对照，说明酶具有催化作用，其作用机理是__________________________。 （4）3 号和 4 号对比，自变量是_____________，结果说明___________________________。 【答案】使肝细胞中的过氧化氢酶得到充分释放（意思相近也给分） 单位时间气泡释放量（或“气泡释 放速率”） 加热促使过氧化氢分解 酶能降低化学反应的活化能 催化剂种类 酶具有高效性 （或酶的催化效率更高） 【解析】 （1）本实验为使使肝细胞中的过氧化氢酶得到充分释放，要对肝脏进行研磨，该实验有氧气释放，故实验 的观测指标可以是单位时间气泡释放量（或“气泡释放速率”）。 （2）1 号、2 号比较，自变量是温度，分析实验结果可知加热促使过氧化氢分解。 （3）1 号和 4 号对照，自变量是有无过氧化氢酶，说明酶具有催化作用，其作用机理是酶能降低化学反应 的活化能。 （4）3 号和 4 号比较，自变量是催化剂的种类，结果说明酶具有高效性。