过氧化氢的催化分解

过氧化氢会自行缓慢地分解成水和氧气，但在室温下这个反应非常慢。加入二氧化锰作催化剂使它快到便于研究，这就是为什么它是 4541 反应速率一章里展示「催化剂如何影响反应速率」的标准实验。

配平方程式

过氧化氢分解成水和氧气。二氧化锰写在箭头上方，因为它是催化剂，不是反应物。

写上正确的化学式与状态符号：

2H₂O₂(aq) → 2H₂O(l) + O₂(g)

两分子过氧化氢给出两分子水和一分子氧气。二氧化锰（MnO₂）通过提供一个降低活化能的表面来参与，但在反应结束时原样收回，所以它不作为反应物或产物出现在配平方程式里。

所需条件

反应在室温下进行；加入催化剂后不需要加热。把量取体积的过氧化氢溶液放入烧瓶，加入已知质量的二氧化锰粉末以引发这个快速反应。

其他物质如新鲜肝脏（含有过氧化氢酶）也能催化同样的分解，课程标准有时用这个生物学例子。

你会观察到什么

一加入催化剂，你就看到急速的冒泡，无色气体氧气的气泡，从溶液里升起，烧瓶摸上去有点温，因为反应是放热的。用把带余烬的木条伸到管口来检验气体：木条复燃，证实是氧气。

到最后，黑色的二氧化锰粉末仍然存在；过滤、烘干、称重后，它的质量不变，证明它起了催化剂的作用。

它在 SPM 考试中的考法

在 4541/1 里，你用带余烬木条试验指认氧气，或认出催化剂。在 4541/2 里，你写出配平方程式，解释催化剂通过提供活化能更低的替代途径来加快反应，并说明催化剂在质量与化学组成上都不变。

在实验卷 4541/3 中，这是经典的速率实验：你随时间收集氧气并把体积对时间作图，比较有催化剂与没有催化剂时的斜率。

我们怎么教

我们的老师确保你准确说出催化剂为什么起作用，它降低活化能、提供替代途径，而本身不被消耗，并确保你把氧气试验正确说成带余烬木条复燃，而不是点燃木条发出「噗」声，那是氢气的试验。学生最常丢分是把二氧化锰写成反应物，或把氧气与氢气的试验搞混。

把催化剂的观念与气体试验说准，就让这成为一个容易的得分来源。

快速小结

二氧化锰催化过氧化氢分解为水和氧气，加快反应而本身不被消耗。掌握把催化剂写在箭头上方的配平方程式、检验氧气的冒泡与带余烬木条试验、催化剂不变的证据，以及活化能的解释，这个可靠的速率课题就完全覆盖了。