Question

13．某科学兴趣小组，在老师的指导下将一个土豆（含有过氧化氢酶）切成大小和厚薄相同的若干片，取其中部分放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的大针筒中（如图甲所示），以探究酶促反应的相关问题．请你根据实验现象与数据分析答题．

（1）若放入的土豆片为4片时，每隔5分钟收集一次数据，根据数据绘制出的图线如乙图所示．20分钟后，气体量不再增加的原因是过氧化氢量有限．
（2）若放入的士豆片为8片时，和上述实验所得的乙图曲线（实线）相比，实验结果的曲线最可能是丙图中c图的虚线．如果要获得更多的气体，在不改变溶液体积的条件下，可采取的方法是增加过氧化氢浓度．
（3）为保证上述实验的科学性，需要控制的其他外界因素有温度．
（4）若过氧化氢溶液的浓度为15%，质量为10克，在常温、常压下完全分解时能产生多少ml的氧气？（设氧气的密度为1.4kg/m³）

Answer 1

分析 据图分析，土豆（含有过氧化氢酶）可将针筒中过氧化氢分解释放氧气；图2，在反应物量一定时，随着化学反应的进行，溶液中反应物逐渐减少，生成物增加量逐渐减少，最终不再有生成物产生．根据题目中的反应物、生成物和反应条件，依据化学方程式的书写方法，可以写出过氧化氢分解的化学方程式；根据化学方程式找出过氧化氢、氧气的质量比，由过氧化氢的质量可计算出生成的氧气的质量，进一步换算生成氧气的体积．

解答 解：（1）针筒中过氧化氢有限，当实验进行到一定时候，过氧化氢被分解完，气体量也就不再增加．
（2）土豆片由5片改为8片，实质是增加酶浓度，在一定范围内，酶浓度增加，化学反应速率增加，但酶作为催化剂，只能加速化学反应速率，不改变最终生成物量，符合第（2）小题c曲线．当酶溶液不变，适当增加过氧化氢的浓度可以加速化学反应速率及获得更多的气体，符合第（2）小题a曲线．
（3）在研究影响酶催化活性的实验中，有许多因素可能影响实验结果，如反应温度、反应溶液体积、反应时间、环境气压等，因此实验应该注意控制除自变量以外的变量，使各组实验在相同条件下进行．
（4）解：设可生成氧气的质量为 x．
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
68              32
10g×15%        x
$\frac{68}{10g×15%}=\frac{32}{x}$
x=0.7g，
1.4kg/m³=1.4g/mL
生成氧气的体积为$\frac{0.7g}{1.4g/mL}$=0.5mL
答：生成氧气的体积为4.48L
故答案为：
（1）过氧化氢量有限
（2）c；增加过氧化氢浓度
（3）温度（或光照或气压等）
（4）0.5mL．

点评 本题考查酶的影响因素，意在考查学生的识图和理解能力，属于中档题，解题的关键是理解酶能加快化学反应速率，但不能改变化学反应的平衡点．