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0 0 第06講第06講影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)導(dǎo)航溫故知新影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可以分為內(nèi)因和外因。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可以分為內(nèi)因和外因。內(nèi)因:_______________是決定化學(xué)反應(yīng)速率的重要因素。外因:__________、__________、__________、__________、固體表面積等。那么,如何定性與定量研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素呢?知識(shí)精講知識(shí)精講思考與交流:濃度、溫度、催化劑等因素如何影響化學(xué)反應(yīng)速率?實(shí)驗(yàn)探究——定性研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素【實(shí)驗(yàn)儀器】燒杯、試管、量筒、試管架、膠頭滴管、溫度計(jì)、秒表?!緦?shí)驗(yàn)藥品】0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸餾水、熱水?!緦?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】(1)探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)原理Na2S2O3+H2SO4=____________________________________實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象兩支試管中的溶液__________,滴加_____mol·L-1H2SO4溶液的試管__________實(shí)驗(yàn)結(jié)論________________,增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率________。(2)探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)原理Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O實(shí)驗(yàn)步驟燒杯中裝熱水燒杯中裝冷水實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象兩支試管中的溶液__________,燒杯中裝______的試管__________實(shí)驗(yàn)結(jié)論________________,升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率________。(3)探究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象余燼_______________余燼_______________實(shí)驗(yàn)結(jié)論催化劑可以___________化學(xué)反應(yīng)速率(4)壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響其他條件不變時(shí),對(duì)于有氣體參與的反應(yīng),增大壓強(qiáng)(減小容器容積)相當(dāng)于增大反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率增大;減小壓強(qiáng)(增大容器容積)相當(dāng)于減小反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率減小。思考與交流:如何測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率?實(shí)驗(yàn)探究——定量研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素【實(shí)驗(yàn)操作】(1)按下圖所示安裝裝置,在錐形瓶?jī)?nèi)放入2g鋅粒,通過(guò)分液漏斗加入40mL1mol/L的稀硫酸,測(cè)量收集10mLH2所用的時(shí)間。(2)用4mol/L的稀硫酸代替1mol/L的稀硫酸重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)?!緦?shí)驗(yàn)記錄】加入試劑反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)速率40mL1mol·L-1硫酸________________40mL4mol·L-1硫酸________________【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】4mol·L-1硫酸與鋅反應(yīng)比1mol·L-1硫酸與鋅反應(yīng)的速率_______。注意事項(xiàng)鋅粒顆粒大小鋅粒顆粒大小(表面積)基本相同(控制變量,避免表面積的干擾)。②40mL的稀硫酸溶液要迅速加入。③裝置氣密性要好,且計(jì)時(shí)要迅速、準(zhǔn)確。思考與交流:實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)量收集10mLH2所用的時(shí)間,來(lái)表征反應(yīng)速率的快慢,除了這個(gè)方式,還可以測(cè)量哪些物理量來(lái)表征速率快慢?對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練【例1】O3在水中易分解,一定條件下,O3的濃度減少一半所需的時(shí)間(t)如表所示。pHt/minT/℃3.04.05.06.02030123116958301581084815503126157已知:O3的起始濃度為0.0216mol·L—1。下列說(shuō)法正確的是A.pH增大能加速O3分解,表明對(duì)O3分解起催化作用的是H+B.在30℃、pH=4.0條件下,O3的分解速率為1.67×10—6mol(L·s)—1C.根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,O3的分解速率隨溫度升高而增大,隨pH增大而減小D.根據(jù)表中數(shù)據(jù)的遞變規(guī)律,推測(cè)O3在下列條件下分解速率的大小關(guān)系為40℃、pH=3.0>30℃、pH=7.0【變1-1】某實(shí)驗(yàn)小組利用0.1mol/LNa2S2O3溶液與0.2mol/LH2SO4溶液反應(yīng)研究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下表:實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度/℃V(Na2S2O3)/mLV(H2SO4)/mLV(H2O)/mL出現(xiàn)渾濁時(shí)間/s①205.010.00t1②205.05.0at2③505.010.00t3下列說(shuō)法不正確的是A.實(shí)驗(yàn)②中a=5.0B.t2>t1>t3C.實(shí)驗(yàn)①、②、③均應(yīng)先將溶液混合好后再置于不同溫度的水浴中D.實(shí)驗(yàn)探究了濃度和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響【變1-2】探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+l0CO2↑+8H2O反應(yīng)速率的影響因素,有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度℃催化劑用量g酸性KMn04溶液H2C2O4溶液KMn04溶液褪色平均時(shí)間(min)體積(mL)濃度(mol·L-1)體積(mL)濃度(mol·L-1)1250.540.180.212.72800.540.180.2a3250.540.0180.26.7425040.0180.2b下列說(shuō)法不正確的是A.a(chǎn)<12.7B.b>6.7C.用KMnO4表示該反應(yīng)速率,(實(shí)驗(yàn)3)>(實(shí)驗(yàn)1)D.可通過(guò)比較收集相同體積CO2所消耗的時(shí)間來(lái)判斷反應(yīng)速率快慢【變1-3】某溫度下按如圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,在錐形瓶?jī)?nèi)盛6.5g鋅粒(顆粒大小基本相同),通過(guò)分液漏斗加入40mL2.5mol/L的稀硫酸溶液,將產(chǎn)生的H2收集在一個(gè)注射器中,0~10s內(nèi)收集到氣體的體積為50mL(折合成0℃、101kPa條件下的H2體積為44.8mL)。下列說(shuō)法不正確的是A.將題述中的稀硫酸改為濃硫酸,生成H2的速率變快B.忽略錐形瓶?jī)?nèi)溶液體積的變化,用H+來(lái)表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.01mol?L?1?s?1C.忽略錐形瓶?jī)?nèi)溶液體積的變化,用Zn2+來(lái)表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.3mol?L?1?min?1D.可通過(guò)測(cè)定溶液的pH來(lái)測(cè)定反應(yīng)速率【變1-4】酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。某研究小組利用該反應(yīng)來(lái)探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,進(jìn)行如下四組實(shí)驗(yàn)。每組實(shí)驗(yàn)分別在0℃和80℃條件下進(jìn)行。試判斷最能實(shí)現(xiàn)研究目的的一組實(shí)驗(yàn)是組別KMnO4H2SO4H2C2O4溫度℃記錄的數(shù)據(jù)VmLCmol·L-1VmLCmol·L-1VmLCmol·L-1A20.010.5120.10至氣體不再產(chǎn)生所需要的時(shí)間80B20.10.5120.010至氣體不再產(chǎn)生所需要的時(shí)間80C20.010.5120.10溶液完全褪色所需要的時(shí)間80D20.10.5120.010溶液完全褪色所需要的時(shí)間80A.A B.B C.C D.D【例2】為探究催化劑對(duì)過(guò)氧化氫分解反應(yīng)速率的影響,某興趣小組設(shè)計(jì)如圖裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí),通過(guò)膠頭滴管向容器中各滴入5滴溶液后,每隔10s觀測(cè)注射器中氣體體積并進(jìn)行比較。請(qǐng)回答:(1)儀器A的名稱(chēng)是_______。(2)實(shí)驗(yàn)前,檢驗(yàn)該裝置氣密性的方法是_______。(3)若甲裝置在相同時(shí)間內(nèi)收集到氣體體積大于乙裝置,能否推測(cè)Fe3+對(duì)H2O2分解的催化效果比Cu2+的好?_______(填“能”或“不能”),請(qǐng)說(shuō)明理由_______?!咀?-1】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室研究化學(xué)反應(yīng)快慢的影響因素。(1)研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)快慢的影響,實(shí)驗(yàn)步驟如下:I.向3支大小相同的試管a、b、c中各加入2mL5%H2O2溶液;II.向試管a中加入少量MnO2粉末,向試管b中滴加1~2滴1mol?L-1FeCl3溶液。實(shí)驗(yàn)后,得出結(jié)論:MnO2與FeCl3均能加快H2O2的分解,且前者的催化效率更高。①步驟I中分別向3支試管中加入相同體積的溶液的目的是___。②設(shè)計(jì)試管c的目的是___。③若繼續(xù)用上述實(shí)驗(yàn)藥品研究溫度對(duì)H2O2分解快慢的影響,為了便于觀察,選擇的催化劑是___;原因是___。(2)現(xiàn)提供下列實(shí)驗(yàn)用品,研究化學(xué)反應(yīng)快慢的影響因素。實(shí)驗(yàn)儀器:試管、燒杯、量筒、天平、秒表、酒精燈實(shí)驗(yàn)藥品:鋁片、鋁粉、0.5mol·L-1鹽酸、5mol·L-1鹽酸、蒸餾水。①利用所提供實(shí)驗(yàn)用品,可研究的化學(xué)反應(yīng)快慢的影響因素有溫度、___(寫(xiě)兩個(gè)),通過(guò)___(實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)判斷反應(yīng)的快慢。②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)快慢的影響,寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟(實(shí)驗(yàn)儀器和藥品任選):___。【變2-2】在生活中,需要對(duì)化學(xué)反應(yīng)的速率和化學(xué)反應(yīng)的限度進(jìn)行研究,以便控制化學(xué)反應(yīng)。Ⅰ.某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例,研究濃度、催化劑、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響。按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)。項(xiàng)目反應(yīng)物催化劑溫度①10mL10%H2O2溶液無(wú)25℃②10mL20%H2O2溶液無(wú)25℃③10mL20%H2O2溶液無(wú)40℃④10mL20%H2O2溶液1~2滴0.1mol?L-1FeCl3溶液40℃通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到氧氣的體積與時(shí)間的關(guān)系如圖甲所示,回答下列問(wèn)題:(1)代表實(shí)驗(yàn)①的曲線是__。(2)對(duì)比實(shí)驗(yàn)③和④的目的是_。(3)通過(guò)上面對(duì)比實(shí)驗(yàn),所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是__。Ⅱ.一定溫度下,在體積為2L的恒容密閉容器中充入1molN2和3molH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g),測(cè)得其中N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖乙所示?;卮鹣铝袉?wèn)題:(4)從開(kāi)始反應(yīng)到t2時(shí)刻,氨的平均反應(yīng)速率為_(kāi)__________。【變2-3】某學(xué)生設(shè)計(jì)如圖Ⅰ裝置,測(cè)定2mol·L-1的硫酸分別與鋅粒、鋅粉反應(yīng)的速率。請(qǐng)回答:(1)圖Ⅰ裝置中盛放硫酸的儀器名稱(chēng)是___。(2)按照?qǐng)DⅠ裝置實(shí)驗(yàn)時(shí),已限定了兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)間均為10min,還需要測(cè)定的另一個(gè)數(shù)據(jù)是___。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,得到的結(jié)論是____。(4)該學(xué)生又將圖Ⅰ裝置中的氣體收集裝置改為圖Ⅱ,實(shí)驗(yàn)完畢待冷卻室溫后,該生準(zhǔn)備讀取滴定管上液面所處的刻度數(shù)時(shí),發(fā)現(xiàn)滴定管中液面高于干燥管中液面,應(yīng)首先采取的操作是___。(5)探究一定質(zhì)量的鋅粒與足量的2mol·L-1稀硫酸反應(yīng)時(shí),能減慢反應(yīng)速率,又不影響氫氣體積的條件是___。A.加入一定量的醋酸鈉固體 B.加入一定量的硫酸銅C.加入一定KNO3溶液 D.加入一定體積的Na2SO4溶液題型二:化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素【例3】下列事實(shí)能說(shuō)明影響化學(xué)反應(yīng)速率的決定性因素是反應(yīng)物本身性質(zhì)的是A.Cu能與濃硝酸反應(yīng),但不能與濃鹽酸反應(yīng)B.Cu與濃硝酸反應(yīng)比與稀硝酸反應(yīng)快C.與在常溫、常壓下不反應(yīng),放電時(shí)可反應(yīng)D.Fe與濃鹽酸反應(yīng)比與稀鹽酸反應(yīng)快【變3】亞氯酸鹽(如NaClO2)可作漂白劑,在常溫、不見(jiàn)光條件下可保存一年,在酸性下反應(yīng):,開(kāi)始時(shí),反應(yīng)非常慢,一段時(shí)間后,反應(yīng)速率變快。對(duì)于該反應(yīng)速率變快的原因,下列猜測(cè)最合理的是A.ClO-起催化作用 B.H+起催化作用C.Cl-起催化作用 D.ClO2的逸出【例4】在一密閉容器中充入1molH2和1molI2,壓強(qiáng)為p(Pa),并在一定溫度下使其發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I(xiàn)2(g)=2HI(g)(1)保持容器容積不變,向其中充入1molH2,反應(yīng)速率_________。(2)升高溫度,反應(yīng)速率________。(3)擴(kuò)大容器體積,反應(yīng)速率______。(4)保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變,向其中充入1molH2(g)和1molI2(g),反應(yīng)速率________。(5)保持容器體積不變,向其中充入1molN2,反應(yīng)速率________。(6)保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變,向其中充入1molN2,反應(yīng)速率________?!咀?-1】在某一密閉容器中,充入一定物質(zhì)的量的N2和H2,發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)達(dá)到平衡后,下列條件的改變一定可以加快正反應(yīng)速率的是A.充入少量稀有氣體 B.升高溫度C.及時(shí)移除產(chǎn)物 D.增大容器體積【變4-2】對(duì)于100mL1mol·L-1鹽酸與鐵片的反應(yīng),采取下列措施:①升高溫度;②改用100mL3mol·L-1鹽酸;③多用300mL1mol·L-1鹽酸;④用等量鐵粉代替鐵片;⑤改用98%的硫酸。其中能使反應(yīng)速率加快的是A.①③④ B.①②④ C.①②③④ D.①②③⑤【變4-3】下列說(shuō)法正確的是①增加水的量或升高溫度,都可以加快鎂跟水的反應(yīng)速率。②增加硫酸的濃度,一定可以加快鋅與硫酸反應(yīng)制取氫氣的速率。③在可變體積的容器中進(jìn)行反應(yīng),充入氮?dú)饣瘜W(xué)反應(yīng)速率一定不改變。④對(duì)于反應(yīng),加入KCl固體,逆反應(yīng)速率瞬時(shí)增大,隨后正反應(yīng)速率增大A.①② B.①④ C.②④ D.無(wú)【變4-4】反應(yīng)3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在一容積可變的密閉容器中進(jìn)行,下列條件的改變能使反應(yīng)速率加快的是①增加鐵的量②將容器的體積縮小一半③保持體積不變,充入N2使體系壓強(qiáng)增大④保持體積不變,充入水蒸氣使體系壓強(qiáng)增大A.①④ B.②③ C.③④ D.②④題型三:化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)產(chǎn)量【例5】少量鐵粉與100mL0.01mol·L-1的稀鹽酸反應(yīng),反應(yīng)速率太慢,為了加快此反應(yīng)速率而不改變H2的量,可以使用如下方法中的①由鐵粉換鐵塊②加NaNO3固體③將0.01mol·L-1的稀鹽酸換成98%的硫酸溶液④加CH3COONa固體⑤加NaCl溶液⑥滴入幾滴硫酸銅溶液⑦升高溫度(不考慮鹽酸揮發(fā))⑧改用100mL0.1mol·L-1鹽酸A.③⑤ B.①③ C.⑥⑦ D.⑦⑧【變5】等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b中分別加入過(guò)量的稀硫酸,同時(shí)向a中加入少量的CuSO4溶液,下列各圖表示的是產(chǎn)生H2的體積V與時(shí)間t的關(guān)系,其中正確的是(
)ABCD題型四:影響化學(xué)反應(yīng)高速率的因素綜合【例6】將一塊質(zhì)量為5.0g的鋁片投入盛有500mL0.5mol·L-1硫酸溶液的燒杯中,該鋁片與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系可用如圖所示的曲線來(lái)表示,回答下列問(wèn)題:(1)曲線O→a段不產(chǎn)生氫氣的原因是_______。(2)曲線a→b段產(chǎn)生氫氣的速率較慢的原因是_______。(3)曲線b→c段產(chǎn)生氫氣的速率增加較快的主要原因是反應(yīng)放出的熱量使溶液的溫度升高而加快反應(yīng)速率。曲線c點(diǎn)以后產(chǎn)生氫氣的速率逐漸下降的主要原因是_______?!咀?】I.一定溫度下,在2L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的量隨時(shí)間變化的曲線如圖:(1)從反應(yīng)開(kāi)始到10s時(shí),用Z表示的反應(yīng)速率為_(kāi)__________,X的物質(zhì)的量濃度減少了___________,Y的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)__________。(2)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________。II.KI溶液在酸性條件下能與氧氣反應(yīng)?,F(xiàn)有以下實(shí)驗(yàn)記錄:回答下列問(wèn)題:實(shí)驗(yàn)編號(hào)①②③④⑤溫度/℃3040506070顯色時(shí)間/s16080402010(1)該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________。(2)該實(shí)驗(yàn)的目的是探究___________。(3)實(shí)驗(yàn)試劑除了1mol·L-1KI溶液、0.1mol·L-1H2SO4溶液外,還需要的試劑是__;(4)上述實(shí)驗(yàn)操作中除了需要(3)的條件外,還必須控制不變的是___________(填字母)。A.溫度B.試劑的濃度C.試劑的用量(體積)D.試劑添加的順序提分特訓(xùn)提分特訓(xùn)【題1】為了研究外界條件對(duì)H2O2分解反應(yīng)速率的影響,某同學(xué)在4支試管中分別加入3mLH2O2溶液,并測(cè)量收集VmL氣體時(shí)所需的時(shí)間,實(shí)驗(yàn)記錄如下:實(shí)驗(yàn)序號(hào)H2O2溶液濃度H2O2溶液溫度(℃)催化劑所用時(shí)間①5%202滴1mol/LFeCl3t1②5%402滴1mol/LFeCl3t2③10%202滴1mol/LFeCl3t3④5%20不使用t4下列說(shuō)法中,不正確的是()A.實(shí)驗(yàn)①②研究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響B(tài).實(shí)驗(yàn)②④研究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響C.獲得相同體積的O2:t1>t3D.實(shí)驗(yàn)③與④比較:t3<t4【題2】對(duì)于反應(yīng)COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)ΔH>0。改變下列條件一定不能加快反應(yīng)速率的是A.壓縮體積 B.增加CO濃度 C.加催化劑 D.恒容下通入惰性氣體【題3】100mL6mol/LH2SO4跟過(guò)量的鋅粉反應(yīng),在一定溫度下,為了減緩反應(yīng)速率,但又不影響生成氫氣的總量。可向反應(yīng)物中加入適量的A.碳酸鈉(固體) B.水 C.硫酸銅溶液 D.硫酸銨(固體)【題4】某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鎂與銨鹽溶液的反應(yīng),仔細(xì)分析以下記錄后,所得結(jié)論正確的是實(shí)驗(yàn)編號(hào)①②③④溶液種類(lèi)m()/g0.480.480.480.48V(溶液)/mL100100100100實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有氣體產(chǎn)生,并產(chǎn)生白色沉淀有氣體產(chǎn)生,并產(chǎn)生白色沉淀有氣體產(chǎn)生,并產(chǎn)生白色沉淀幾乎看不到現(xiàn)象6h時(shí)43325534712A.實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體僅為,沉淀為B.由實(shí)驗(yàn)①②可得,溶液中陰離子的濃度或種類(lèi)對(duì)產(chǎn)生的速率有影響C.由實(shí)驗(yàn)①③可得,溶液中越大,反應(yīng)速率越快D.由實(shí)驗(yàn)①~④可得,溶液的越小,產(chǎn)生的速率越快【題5】(1)在下列事實(shí)中,什么因素影響了化學(xué)反應(yīng)的速率?①石灰石煅燒時(shí)要粉碎成細(xì)小的礦粒_______;②熔化的KClO3放出氣泡很慢,撒入少量MnO2,則很快產(chǎn)生氣體_______;③同樣大小的石灰石分別在0.1mol·L-1的鹽酸和1mol·L-1的鹽酸中反應(yīng)速率不同_______;④夏天的食品易霉變,冬天就不易發(fā)生該現(xiàn)象_______;(2)依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。①1molC2H4(g)與適量O2(g)反應(yīng),生成CO2(g)和H2O(1),放出1411kJ熱量_______。②2molAl(s)與適量O2(g)發(fā)生反應(yīng),生成Al2O3(s),放出1669.8kJ熱量_______。③若適量的N2和O2完全反應(yīng),每生成23gNO2需要吸收16.95kJ熱量,則表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)______。④在25℃、101kPa時(shí),4gH2在足量O2中完全燃燒生成H2O(1)放出571.6kJ的熱量,則表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)______?!绢}6】某小組擬用酸性KMnO4溶液與H2C2O4溶液的反應(yīng)(此反應(yīng)為放熱反應(yīng))來(lái)探究“條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”,并設(shè)計(jì)了如下的方案記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果(忽略溶液混合體積變化)。限選試劑和儀器:0.20mol/LH2C2O4溶液、0.010mol/LKMnO4溶液(酸性)、蒸餾水、試管、量筒、秒表、恒溫水浴槽。物理量編號(hào)V(0.20mol/LH2C2O4溶液)/mLV(蒸餾水)/mLV(0.010mol/L酸性KMnO4溶液)/mLm(MnSO4)/gT/℃乙①2.004.0050②2.004.0025③1.5a4.0025④2.004.00.125已知:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,回答下列問(wèn)題:(1)KMnO4溶液用___________酸化(填名稱(chēng));寫(xiě)出上述反應(yīng)的離子方程式:___________;(2)上述實(shí)驗(yàn)①②是探究___________對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響;上述實(shí)驗(yàn)②④是探究___________對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(3)若上述實(shí)驗(yàn)②③是探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,則a為_(kāi)__________;表格中的“乙”填寫(xiě)t/s,其測(cè)量的是___________?!绢}7】氧化劑在反應(yīng)時(shí)不產(chǎn)生污染物,被稱(chēng)為綠色氧化劑,因而受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。某實(shí)驗(yàn)小組以分解為例,探究濃度、催化劑、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照下表所示的方案完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度(℃)反應(yīng)物催化劑①20253%溶液無(wú)②20255%溶液無(wú)③20255%溶液0.1g④20255%溶液1~2滴1溶液⑤30255%溶液0.1g(1)實(shí)驗(yàn)①和②的目的是___________。同學(xué)甲在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)①和②時(shí)并沒(méi)有觀察到明顯現(xiàn)象。資料顯示,通常條件下過(guò)氧化氫穩(wěn)定,不易分解。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,可采取的改進(jìn)方法是___________(寫(xiě)出一種即可)。(2)實(shí)驗(yàn)③、④、⑤中,測(cè)得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化如甲圖所示。分析該圖能得出的結(jié)論是___________,___________;(3)同學(xué)乙設(shè)計(jì)了乙圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)過(guò)氧化氫的分解速率進(jìn)行定量分析,以生成20氣體為準(zhǔn),其他影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略。實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是___________。(4)向某體積固定的密閉容器中加入0.6A、0.2C和一定量(未知)的B三種氣體,一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖所示。已知在反應(yīng)過(guò)程中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量沒(méi)有變化。請(qǐng)回答:①寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________;②若,則內(nèi)反應(yīng)速率___________,A的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)__________;③B的起始的物質(zhì)的量是___________;平衡時(shí)體系內(nèi)的壓強(qiáng)為初始狀態(tài)的___________倍。提分作業(yè)提分作業(yè)【練1】下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說(shuō)法正確的是()A.的硫酸與鐵片反應(yīng)時(shí),加入氯化鉀溶液,反應(yīng)速率不變B.增加反應(yīng)物的質(zhì)量,反應(yīng)速率一定加快C.合成氨是一個(gè)放熱反應(yīng),升高溫度,正反應(yīng)速率減慢D.鹽酸和分別與大小相同的大理石反應(yīng)的速率相同【練2】反應(yīng)3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在一容積可變的密閉容器中進(jìn)行,下列條件的改變能使反應(yīng)速率加快的是①增加鐵的量②將容器的體積縮小一半③保持體積不變,充入N2使體系壓強(qiáng)增大④保持體積不變,充入水蒸氣使體系壓強(qiáng)增大A.①④ B.②③ C.③④ D.②④【練3】一定溫度下,將1molA和2molB放入5L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):A(s)+2B(g)C(g)+2D(g)△H<0,經(jīng)5min后,測(cè)得容器內(nèi)B的濃度減少了0.2mol/L。下列敘述正確的是A.加入少量A,反應(yīng)速率加快B.在5min內(nèi)該反應(yīng)用C的濃度改變量表示的反應(yīng)速率為0.02mol/(L·min)C.保持體積不變,向容器充入一定量氦氣,壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率加快D.升高溫度,正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率加快【練4】用足量的鐵片與一定量的稀硫酸反應(yīng)制氫氣,下列措施既能使氫氣的生成速率加快,又不影響氫氣的產(chǎn)量的是A.滴入適量Na2SO4溶液 B.不用稀硫酸,改用98%的濃硫酸C.加入少量碳酸鈉固體 D.不用鐵片,改用等質(zhì)量的鐵粉【練5】對(duì)利用甲烷消除NO2污染進(jìn)行研究,CH4+2NO2=N2+CO2+2H2O。在2L密閉容器中,控制不同溫度,分別加入0.50molCH4和1.2nolNO2,測(cè)得n(CH4)隨時(shí)間變化的有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表。組別溫度時(shí)間/minn/mol010204050①T1n(CH4)0.500.350.250.100.10②T2n(CH4)0.500.300.18…0.15下列說(shuō)法不正確的是A.組別①中,0~10min內(nèi),CO2的生成速率為0.0075mol·L-1·min-1B.0~20min內(nèi),NO2的降解速率①>②C.40min時(shí),表格中T2對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)為0.15D.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知實(shí)驗(yàn)控制的溫度T1<T2【練6】廢電池中的鋅皮常用于實(shí)驗(yàn)室制氫氣,廢鋅皮和純鋅粒分別與同濃度的稀硫酸反應(yīng),產(chǎn)生氫氣速率較大的是___________,若用過(guò)量的純鋅粒與一定量的稀硫酸反應(yīng),為了加快反應(yīng)速率又不影響產(chǎn)生氫氣的量,下列措施可行的是___________(填序號(hào))。A.微熱B.加入適量氧化銅C.加入少量硫酸銅溶液D.加水E.加入少量氫氧化鋇溶液【練7】圖Ⅰ、Ⅱ依次表示在酶濃度一定時(shí),反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度、溫度的關(guān)系。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題:(1)圖Ⅰ中,反應(yīng)物達(dá)到某一濃度時(shí),反應(yīng)速率不再上升,其原因是___________。(2)圖Ⅱ中,催化效率最高的溫度為_(kāi)__________(填“”或“”)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度。(3)圖Ⅱ中,點(diǎn)到點(diǎn)曲線急劇下降,其原因是___________。(4)將裝有酶、足量反應(yīng)物的甲、乙兩試管分別放入12℃和75℃的水浴鍋內(nèi),后取出,轉(zhuǎn)入25℃的水浴鍋中保溫,試管中反應(yīng)速率加快的為_(kāi)__________(填“甲”或“乙”)?!揪?】某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液(H2SO4酸化)反應(yīng)來(lái)探究“外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。該小組欲通過(guò)測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)生成CO2的體積來(lái)判斷反應(yīng)的快慢。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下:編號(hào)H2C2O4溶液酸性KMnO4溶液溫度℃濃度/mol·L-1體積/mL濃度/mol·L-1體積/mL①0.10200.103025②0.20200.103025③0.20200.103050(1)已知反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出,轉(zhuǎn)化為Mn2+,寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式______________;每消耗1molH2C2O4,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移________________mol電子。(2)探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是_________,實(shí)驗(yàn)②、③探究_________對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響。本實(shí)驗(yàn)還可通過(guò)測(cè)定____________來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)速率。(3)小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率總是如圖,其中t1~t2時(shí)間內(nèi)速率變快的主要原因可能是:a、該反應(yīng)放熱,使體系溫度升高;b、____________。(4)若實(shí)驗(yàn)①在5min末收集49.0mLCO2氣體,則在5min末,c()=_______mol?L-1。(已知25℃時(shí),氣體摩爾體積Vm=24.5L?mol-1)
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第06講第06講影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)導(dǎo)航溫故知新影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可以分為內(nèi)因和外因。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可以分為內(nèi)因和外因。內(nèi)因:_______________是決定化學(xué)反應(yīng)速率的重要因素。外因:__________、__________、__________、__________、固體表面積等。那么,如何定性與定量研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素呢?【答案】反應(yīng)物的性質(zhì)濃度溫度壓強(qiáng)催化劑知識(shí)精講知識(shí)精講思考與交流:濃度、溫度、催化劑等因素如何影響化學(xué)反應(yīng)速率?實(shí)驗(yàn)探究——定性研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素【實(shí)驗(yàn)儀器】燒杯、試管、量筒、試管架、膠頭滴管、溫度計(jì)、秒表?!緦?shí)驗(yàn)藥品】0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸餾水、熱水?!緦?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】(1)探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)原理Na2S2O3+H2SO4=____________________________________實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象兩支試管中的溶液__________,滴加_____mol·L-1H2SO4溶液的試管__________實(shí)驗(yàn)結(jié)論________________,增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率________?!敬鸢浮縉a2SO4+SO2↑+S↓+H2O均變渾濁0.5先變渾濁其他條件相同時(shí)增大(2)探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)原理Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O實(shí)驗(yàn)步驟燒杯中裝熱水燒杯中裝冷水實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象兩支試管中的溶液__________,燒杯中裝______的試管__________實(shí)驗(yàn)結(jié)論________________,升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率________?!敬鸢浮烤儨啙釤崴茸儨啙崞渌麠l件相同時(shí)增大(3)探究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象余燼_______________余燼_______________實(shí)驗(yàn)結(jié)論催化劑可以___________化學(xué)反應(yīng)速率【答案】2H2O2eq\o(=,\s\up10(MnO2))2H2O+O2↑沒(méi)有復(fù)燃復(fù)燃改變(4)壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響其他條件不變時(shí),對(duì)于有氣體參與的反應(yīng),增大壓強(qiáng)(減小容器容積)相當(dāng)于增大反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率增大;減小壓強(qiáng)(增大容器容積)相當(dāng)于減小反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率減小。思考與交流:如何測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率?實(shí)驗(yàn)探究——定量研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素【實(shí)驗(yàn)操作】(1)按下圖所示安裝裝置,在錐形瓶?jī)?nèi)放入2g鋅粒,通過(guò)分液漏斗加入40mL1mol/L的稀硫酸,測(cè)量收集10mLH2所用的時(shí)間。(2)用4mol/L的稀硫酸代替1mol/L的稀硫酸重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)?!緦?shí)驗(yàn)記錄】加入試劑反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)速率40mL1mol·L-1硫酸________________40mL4mol·L-1硫酸________________【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】4mol·L-1硫酸與鋅反應(yīng)比1mol·L-1硫酸與鋅反應(yīng)的速率_______。【答案】長(zhǎng)慢短快快注意事項(xiàng)鋅粒顆粒大小鋅粒顆粒大?。ū砻娣e)基本相同(控制變量,避免表面積的干擾)。②40mL的稀硫酸溶液要迅速加入。③裝置氣密性要好,且計(jì)時(shí)要迅速、準(zhǔn)確。思考與交流:實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)量收集10mLH2所用的時(shí)間,來(lái)表征反應(yīng)速率的快慢,除了這個(gè)方式,還可以測(cè)量哪些物理量來(lái)表征速率快慢?【答案】①測(cè)量一定時(shí)間內(nèi)H+的濃度變化;②測(cè)量一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的H2的體積;③測(cè)量一定時(shí)間內(nèi)鋅粒的質(zhì)量變化。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練【例1】O3在水中易分解,一定條件下,O3的濃度減少一半所需的時(shí)間(t)如表所示。pHt/minT/℃3.04.05.06.02030123116958301581084815503126157已知:O3的起始濃度為0.0216mol·L—1。下列說(shuō)法正確的是A.pH增大能加速O3分解,表明對(duì)O3分解起催化作用的是H+B.在30℃、pH=4.0條件下,O3的分解速率為1.67×10—6mol(L·s)—1C.根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,O3的分解速率隨溫度升高而增大,隨pH增大而減小D.根據(jù)表中數(shù)據(jù)的遞變規(guī)律,推測(cè)O3在下列條件下分解速率的大小關(guān)系為40℃、pH=3.0>30℃、pH=7.0【答案】B【分析】由表格數(shù)據(jù)可知,溫度一定時(shí),臭氧的分解速率隨溶液pH增大而增大,說(shuō)明對(duì)臭氧分解起催化作用的是氫氧根離子,溶液pH一定時(shí),臭氧的分解速率隨反應(yīng)溫度升高而增大?!驹斀狻緼.由分析可知,對(duì)臭氧分解起催化作用的是氫氧根離子,故A錯(cuò)誤;B.由表格數(shù)據(jù)可知,在30℃、pH=4.0條件下,臭氧的濃度減少一半所需的時(shí)間為108min,則分解速率為≈1.67×10—6mol(L·s)—1,故B正確;C.由分析可知,溫度一定時(shí),臭氧的分解速率隨溶液pH增大而增大,故C錯(cuò)誤;D.由分析可知,溫度一定時(shí),臭氧的分解速率隨溶液pH增大而增大,臭氧的分解速率隨反應(yīng)溫度升高而增大,則無(wú)法比較40℃、pH=3.0條件下和30℃、pH=7.0條件下的臭氧的分解速率大小,故D錯(cuò)誤;故選B?!咀?-1】某實(shí)驗(yàn)小組利用0.1mol/LNa2S2O3溶液與0.2mol/LH2SO4溶液反應(yīng)研究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下表:實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度/℃V(Na2S2O3)/mLV(H2SO4)/mLV(H2O)/mL出現(xiàn)渾濁時(shí)間/s①205.010.00t1②205.05.0at2③505.010.00t3下列說(shuō)法不正確的是A.實(shí)驗(yàn)②中a=5.0B.t2>t1>t3C.實(shí)驗(yàn)①、②、③均應(yīng)先將溶液混合好后再置于不同溫度的水浴中D.實(shí)驗(yàn)探究了濃度和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響【答案】C【詳解】A.由控制變量法可知,溶液總體積相同,則實(shí)驗(yàn)②中加入H2O的體積為5.0mL,才能保持c(Na2S2O3)與實(shí)驗(yàn)①一致,故A正確;B.溫度越高、濃度越大,反應(yīng)速率越快,實(shí)驗(yàn)①中硫酸的濃度大,實(shí)驗(yàn)③中的溫度又比①高,因此反應(yīng)速率③>①>②,則出現(xiàn)渾濁需要的時(shí)間t2>t1>t3,故B正確;C.由控制變量法可知,實(shí)驗(yàn)①、②、③中需要將各組實(shí)驗(yàn)H2SO4溶液和Na2S2O3溶液置于一定溫度的水浴中,再將H2SO4溶液迅速滴入Na2S2O3溶液中實(shí)驗(yàn),故C錯(cuò)誤;D.實(shí)驗(yàn)①②中硫酸濃度不同,實(shí)驗(yàn)①③中溫度不同,可以探究溫度和濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,故D正確;故選C?!咀?-2】探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+l0CO2↑+8H2O反應(yīng)速率的影響因素,有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度℃催化劑用量g酸性KMn04溶液H2C2O4溶液KMn04溶液褪色平均時(shí)間(min)體積(mL)濃度(mol·L-1)體積(mL)濃度(mol·L-1)1250.540.180.212.72800.540.180.2a3250.540.0180.26.7425040.0180.2b下列說(shuō)法不正確的是A.a(chǎn)<12.7B.b>6.7C.用KMnO4表示該反應(yīng)速率,(實(shí)驗(yàn)3)>(實(shí)驗(yàn)1)D.可通過(guò)比較收集相同體積CO2所消耗的時(shí)間來(lái)判斷反應(yīng)速率快慢【答案】C【詳解】A.由表中數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)2的溫度比實(shí)驗(yàn)1的高,其余條件均相同,故反應(yīng)2的反應(yīng)速率比實(shí)驗(yàn)1的快,故褪色時(shí)間更短,a<12.7,A正確;B.由表中數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)4為使用催化劑,其余數(shù)據(jù)均與實(shí)驗(yàn)3相同,故實(shí)驗(yàn)4的反應(yīng)速率比實(shí)驗(yàn)3慢,故褪色時(shí)間更長(zhǎng),b>6.7,B正確;C.由表中數(shù)據(jù)可知,反應(yīng)1中KnMnO4的濃度是實(shí)驗(yàn)3的10倍,但所用時(shí)間僅是實(shí)驗(yàn)3的2倍不到,故用KMnO4表示該反應(yīng)速率,(實(shí)驗(yàn)3)<(實(shí)驗(yàn)1),C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)生成的氣體只有二氧化碳,相同條件下可通過(guò)比較收集相同體積CO2所消耗的時(shí)間來(lái)判斷反應(yīng)速率快慢,D正確;故答案為:C?!咀?-3】某溫度下按如圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,在錐形瓶?jī)?nèi)盛6.5g鋅粒(顆粒大小基本相同),通過(guò)分液漏斗加入40mL2.5mol/L的稀硫酸溶液,將產(chǎn)生的H2收集在一個(gè)注射器中,0~10s內(nèi)收集到氣體的體積為50mL(折合成0℃、101kPa條件下的H2體積為44.8mL)。下列說(shuō)法不正確的是A.將題述中的稀硫酸改為濃硫酸,生成H2的速率變快B.忽略錐形瓶?jī)?nèi)溶液體積的變化,用H+來(lái)表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.01mol?L?1?s?1C.忽略錐形瓶?jī)?nèi)溶液體積的變化,用Zn2+來(lái)表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.3mol?L?1?min?1D.可通過(guò)測(cè)定溶液的pH來(lái)測(cè)定反應(yīng)速率【答案】A【詳解】A.濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,與鋅反應(yīng)不生成H2,故A錯(cuò)誤;B.0℃、101kPa條件下的H2體積為44.8mL,其物質(zhì)的量為0.002mol,則根據(jù)反應(yīng)方程式得到關(guān)系式:Zn~H2SO4~ZnSO4~H2,n(ZnSO4)=n(H2SO4)=n(H2)=0.002mol,則用H+來(lái)表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為,故B正確;C.結(jié)合B選項(xiàng)分析可知,用Zn2+來(lái)表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為,故C正確;D.在反應(yīng)過(guò)程中,氫離子濃度逐漸減小,故可以通過(guò)測(cè)定溶液pH來(lái)測(cè)定反應(yīng)速率,D正確;綜上所述,答案為A?!咀?-4】酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。某研究小組利用該反應(yīng)來(lái)探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,進(jìn)行如下四組實(shí)驗(yàn)。每組實(shí)驗(yàn)分別在0℃和80℃條件下進(jìn)行。試判斷最能實(shí)現(xiàn)研究目的的一組實(shí)驗(yàn)是組別KMnO4H2SO4H2C2O4溫度℃記錄的數(shù)據(jù)VmLCmol·L-1VmLCmol·L-1VmLCmol·L-1A20.010.5120.10至氣體不再產(chǎn)生所需要的時(shí)間80B20.10.5120.010至氣體不再產(chǎn)生所需要的時(shí)間80C20.010.5120.10溶液完全褪色所需要的時(shí)間80D20.10.5120.010溶液完全褪色所需要的時(shí)間80A.A B.B C.C D.D【答案】C【詳解】探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,即控制的變量是溫度,就這一點(diǎn)A、B、C、D都符合要求;氣體不再產(chǎn)生的現(xiàn)象做為反應(yīng)終點(diǎn),不易控制,A不符合題意;B、D選項(xiàng)KMnO4過(guò)量,無(wú)法看到溶液完全褪色的現(xiàn)象;故選C?!纠?】為探究催化劑對(duì)過(guò)氧化氫分解反應(yīng)速率的影響,某興趣小組設(shè)計(jì)如圖裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí),通過(guò)膠頭滴管向容器中各滴入5滴溶液后,每隔10s觀測(cè)注射器中氣體體積并進(jìn)行比較。請(qǐng)回答:(1)儀器A的名稱(chēng)是_______。(2)實(shí)驗(yàn)前,檢驗(yàn)該裝置氣密性的方法是_______。(3)若甲裝置在相同時(shí)間內(nèi)收集到氣體體積大于乙裝置,能否推測(cè)Fe3+對(duì)H2O2分解的催化效果比Cu2+的好?_______(填“能”或“不能”),請(qǐng)說(shuō)明理由_______。【答案】錐形瓶塞緊膠塞后,將注射器活塞向外拉出一定距離,一段時(shí)間后松開(kāi)活塞,若能回到原位,則氣密性良好不能因?yàn)樗名}溶液的酸根離子不同,對(duì)實(shí)驗(yàn)可能產(chǎn)生干擾【詳解】(1)根據(jù)儀器的構(gòu)造,儀器A的名稱(chēng)是錐形瓶;(2)實(shí)驗(yàn)前,檢驗(yàn)該裝置氣密性方法是塞緊膠塞后,將注射器活塞向外拉出一定距離,一段時(shí)間后松開(kāi)活塞,若能回到原位,則氣密性良好;(3)由于甲乙分別使用的氯化鐵和硫酸銅中,陰陽(yáng)離子均不相同,對(duì)雙氧水起催化作用的不一定為Fe3+或Cu2+,也可能是氯離子和硫酸根離子對(duì)雙氧水的催化作用不同,導(dǎo)致甲裝置在相同時(shí)間內(nèi)收集到氣體體積大于乙裝置,因此不能推測(cè)Fe3+對(duì)H2O2分解的催化效果比Cu2+的好,原因是所用鹽溶液的酸根離子不同,對(duì)實(shí)驗(yàn)可能產(chǎn)生干擾?!咀?-1】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室研究化學(xué)反應(yīng)快慢的影響因素。(1)研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)快慢的影響,實(shí)驗(yàn)步驟如下:I.向3支大小相同的試管a、b、c中各加入2mL5%H2O2溶液;II.向試管a中加入少量MnO2粉末,向試管b中滴加1~2滴1mol?L-1FeCl3溶液。實(shí)驗(yàn)后,得出結(jié)論:MnO2與FeCl3均能加快H2O2的分解,且前者的催化效率更高。①步驟I中分別向3支試管中加入相同體積的溶液的目的是___。②設(shè)計(jì)試管c的目的是___。③若繼續(xù)用上述實(shí)驗(yàn)藥品研究溫度對(duì)H2O2分解快慢的影響,為了便于觀察,選擇的催化劑是___;原因是___。(2)現(xiàn)提供下列實(shí)驗(yàn)用品,研究化學(xué)反應(yīng)快慢的影響因素。實(shí)驗(yàn)儀器:試管、燒杯、量筒、天平、秒表、酒精燈實(shí)驗(yàn)藥品:鋁片、鋁粉、0.5mol·L-1鹽酸、5mol·L-1鹽酸、蒸餾水。①利用所提供實(shí)驗(yàn)用品,可研究的化學(xué)反應(yīng)快慢的影響因素有溫度、___(寫(xiě)兩個(gè)),通過(guò)___(實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)判斷反應(yīng)的快慢。②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)快慢的影響,寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟(實(shí)驗(yàn)儀器和藥品任選):___。【答案】控制變量作空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)FeCl3溶液FeCl3作催化劑反應(yīng)快慢適中,有利于觀察反應(yīng)進(jìn)行的快慢鹽酸的濃度、鋁的表面積氣泡產(chǎn)生的快慢在2支相同的試管中各裝入質(zhì)量和表面積均相同的鋁片,再分別加入相同濃度、相同體積鹽酸,將其中一支試管浸入盛有熱水的燒杯中,另一支試管置于室溫下,觀察氣泡產(chǎn)生的快慢【分析】影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有很多,要研究化學(xué)反應(yīng)快慢的影響因素,關(guān)鍵是要控制變量。【詳解】(1)①第I步中3支試管中加入相同量的H2O2溶液,作為相同條件以便于后面實(shí)驗(yàn)的可靠性,即目的是控制變量;
②c中不加入其它試劑用來(lái)與前兩支試管作比較,作用是作空白對(duì)照實(shí)驗(yàn);
③MnO2作催化劑反應(yīng)激烈,不適合觀察反應(yīng)速率,選擇FeCl3作催化劑,原因是作催化劑反應(yīng)快慢適中,有利于觀察反應(yīng)進(jìn)行的快慢;(2)①實(shí)驗(yàn)藥品中鋁片、鋁粉不同的是表面積,鹽酸不同的是濃度,因此可探究鹽酸的濃度、鋁的表面積對(duì)反應(yīng)速率的影響;過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生氧氣,氣泡產(chǎn)生的越快,反應(yīng)速率越快,因此可通過(guò)氣泡產(chǎn)生的快慢判斷反應(yīng)的快慢;②要探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)快慢的影響,則其它條件要相同,比較只有溫度不同的條件下產(chǎn)生氣泡的快慢,具體操作可為:在2支相同的試管中各裝入質(zhì)量和表面積均相同的鋁片,再分別加入相同濃度、相同體積鹽酸,將其中一支試管浸入盛有熱水的燒杯中,另一支試管置于室溫下,觀察氣泡產(chǎn)生的快慢?!咀?-2】在生活中,需要對(duì)化學(xué)反應(yīng)的速率和化學(xué)反應(yīng)的限度進(jìn)行研究,以便控制化學(xué)反應(yīng)。Ⅰ.某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例,研究濃度、催化劑、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響。按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)。項(xiàng)目反應(yīng)物催化劑溫度①10mL10%H2O2溶液無(wú)25℃②10mL20%H2O2溶液無(wú)25℃③10mL20%H2O2溶液無(wú)40℃④10mL20%H2O2溶液1~2滴0.1mol?L-1FeCl3溶液40℃通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到氧氣的體積與時(shí)間的關(guān)系如圖甲所示,回答下列問(wèn)題:(1)代表實(shí)驗(yàn)①的曲線是__。(2)對(duì)比實(shí)驗(yàn)③和④的目的是_。(3)通過(guò)上面對(duì)比實(shí)驗(yàn),所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是__。Ⅱ.一定溫度下,在體積為2L的恒容密閉容器中充入1molN2和3molH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g),測(cè)得其中N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖乙所示?;卮鹣铝袉?wèn)題:(4)從開(kāi)始反應(yīng)到t2時(shí)刻,氨的平均反應(yīng)速率為_(kāi)__________?!敬鸢浮竣粞芯看呋瘎?duì)反應(yīng)速率的影響其他條件不變,增大反應(yīng)物濃度、升高溫度、加入催化劑,化學(xué)反應(yīng)速率均加快mol?L-1?min-1【分析】Ⅰ.根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素分析;Ⅱ.根據(jù)計(jì)算反應(yīng)速率,不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率比等于系數(shù)比。【詳解】Ⅰ.(1)溫度越高,反應(yīng)速率越快;使用催化劑,反應(yīng)速率加快;反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越快。實(shí)驗(yàn)①中雙氧水濃度最小,沒(méi)有使用催化劑,溫度最低,則在實(shí)驗(yàn)①~④中反應(yīng)速率最小,圖中曲線斜率越大,反應(yīng)速率越快,則代表實(shí)驗(yàn)①的為曲線Ⅳ。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)③④中反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度相同,而實(shí)驗(yàn)④使用了催化劑,所以對(duì)比實(shí)驗(yàn)③和④的目的是研究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)①②可知,增加反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速率加快;根據(jù)實(shí)驗(yàn)②③可知,升高反應(yīng)溫度,反應(yīng)速率加快;根據(jù)實(shí)驗(yàn)③④可知,使用催化劑,反應(yīng)速率加快,所以通過(guò)上面對(duì)比實(shí)驗(yàn),所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是其他條件不變,增大反應(yīng)物濃度、升高溫度、加入催化劑,化學(xué)反應(yīng)速率均加快。Ⅱ.(4)根據(jù)圖乙可知,時(shí)刻氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為0.50,氮?dú)獾臐舛茸兓繛?,從開(kāi)始反應(yīng)到時(shí)刻,氮?dú)獾钠骄磻?yīng)速率,根據(jù)合成氨的反應(yīng)可知,氨的平均反應(yīng)速率為?!军c(diǎn)睛】本題考查影響反應(yīng)速率的因素、反應(yīng)速率計(jì)算,明確反應(yīng)速率的定義是解題關(guān)鍵,掌握影響反應(yīng)速率的因素,利用“控制變量法”研究影響反應(yīng)速率的因素。【變2-3】某學(xué)生設(shè)計(jì)如圖Ⅰ裝置,測(cè)定2mol·L-1的硫酸分別與鋅粒、鋅粉反應(yīng)的速率。請(qǐng)回答:(1)圖Ⅰ裝置中盛放硫酸的儀器名稱(chēng)是___。(2)按照?qǐng)DⅠ裝置實(shí)驗(yàn)時(shí),已限定了兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)間均為10min,還需要測(cè)定的另一個(gè)數(shù)據(jù)是___。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,得到的結(jié)論是____。(4)該學(xué)生又將圖Ⅰ裝置中的氣體收集裝置改為圖Ⅱ,實(shí)驗(yàn)完畢待冷卻室溫后,該生準(zhǔn)備讀取滴定管上液面所處的刻度數(shù)時(shí),發(fā)現(xiàn)滴定管中液面高于干燥管中液面,應(yīng)首先采取的操作是___。(5)探究一定質(zhì)量的鋅粒與足量的2mol·L-1稀硫酸反應(yīng)時(shí),能減慢反應(yīng)速率,又不影響氫氣體積的條件是___。A.加入一定量的醋酸鈉固體 B.加入一定量的硫酸銅C.加入一定KNO3溶液 D.加入一定體積的Na2SO4溶液【答案】(1)分液漏斗(2)收集到氣體的體積(3)其他條件相同時(shí),鋅粉與硫酸的反應(yīng)速率比鋅粒與硫酸的反應(yīng)速率快(4)調(diào)節(jié)滴定管的高度使得兩側(cè)液面相平(5)AD【分析】(1)根據(jù)裝置的特點(diǎn)可知,圖Ⅰ裝置中盛放硫酸的儀器名稱(chēng)是分液漏斗。(2)若測(cè)定反應(yīng)速率,則還需要測(cè)定的另一個(gè)數(shù)據(jù)是收集到氣體的體積。(3)由于增大反應(yīng)物的接觸面積可以加快反應(yīng)速率,所以該實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)論是:其他條件相同時(shí),鋅粉與硫酸的反應(yīng)速率比鋅粒與硫酸的反應(yīng)速率快。(4)由于氣體的體積受壓強(qiáng)的影響大,所以在讀數(shù)之前還需要采取的措施是調(diào)節(jié)滴定管的高度,使得兩側(cè)液面相平。(5)A.加入一定量的醋酸鈉固體,生成弱酸醋酸,氫離子濃度減小,速率減小,但不影響氫氣的總量,符合題意;B.加入一定量的硫酸銅和鋅生成銅,組成原電池,加快反應(yīng)速率,不符合題意;C.加入一定KNO3溶液,生成硝酸和鋅不生成氫氣,不符合題意;D.加入一定體積的Na2SO4溶液,稀釋了溶液,濃度減小,速率減慢,不影響氫氣的總量,符合題意;故選AD。題型二:化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素【例3】下列事實(shí)能說(shuō)明影響化學(xué)反應(yīng)速率的決定性因素是反應(yīng)物本身性質(zhì)的是A.Cu能與濃硝酸反應(yīng),但不能與濃鹽酸反應(yīng)B.Cu與濃硝酸反應(yīng)比與稀硝酸反應(yīng)快C.與在常溫、常壓下不反應(yīng),放電時(shí)可反應(yīng)D.Fe與濃鹽酸反應(yīng)比與稀鹽酸反應(yīng)快【答案】A【詳解】A.Cu能與濃硝酸反應(yīng),但不能與濃鹽酸反應(yīng),因濃硝酸與濃鹽酸本身性質(zhì)不同所致,A符合;B.Cu與濃硝酸反應(yīng)比與稀硝酸反應(yīng)快,由酸的濃度不同所致,B不符合;C.與在常溫、常壓下不反應(yīng),放電時(shí)可反應(yīng),由反應(yīng)條件不同所致,C不符合;D.Fe與濃鹽酸反應(yīng)比與稀鹽酸反應(yīng)快,由酸的濃度不同所致,D不符合;答案選A。【變3】亞氯酸鹽(如NaClO2)可作漂白劑,在常溫、不見(jiàn)光條件下可保存一年,在酸性下反應(yīng):,開(kāi)始時(shí),反應(yīng)非常慢,一段時(shí)間后,反應(yīng)速率變快。對(duì)于該反應(yīng)速率變快的原因,下列猜測(cè)最合理的是A.ClO-起催化作用 B.H+起催化作用C.Cl-起催化作用 D.ClO2的逸出【答案】C【詳解】A.反應(yīng)開(kāi)始時(shí)溶液中就有ClO-,但是反應(yīng)卻非常慢,說(shuō)明ClO-不起催化作用,A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)開(kāi)始時(shí)溶液中就有H+,但反應(yīng)非常慢,說(shuō)明H+不起催化作用,B錯(cuò)誤;C.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)產(chǎn)生Cl-,使溶液中Cl-濃度逐漸增大,反應(yīng)速率加快,故可說(shuō)明可能是Cl-對(duì)化學(xué)反應(yīng)起催化作用,C正確;D.逸出ClO2會(huì)導(dǎo)致物質(zhì)濃度減小,不會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)速率突然加快的現(xiàn)象,D錯(cuò)誤;故合理選項(xiàng)是C。【例4】在一密閉容器中充入1molH2和1molI2,壓強(qiáng)為p(Pa),并在一定溫度下使其發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I(xiàn)2(g)=2HI(g)(1)保持容器容積不變,向其中充入1molH2,反應(yīng)速率_________。(2)升高溫度,反應(yīng)速率________。(3)擴(kuò)大容器體積,反應(yīng)速率______。(4)保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變,向其中充入1molH2(g)和1molI2(g),反應(yīng)速率________。(5)保持容器體積不變,向其中充入1molN2,反應(yīng)速率________。(6)保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變,向其中充入1molN2,反應(yīng)速率________?!敬鸢浮吭龃笤龃鬁p小不變不變減小【詳解】(1)在容器容積不變時(shí),充入1molH2即c(H2)增大,反應(yīng)物濃度增大,化學(xué)反應(yīng)速率增大;(2)升高溫度,活化分子百分?jǐn)?shù)增加,有效碰撞次數(shù)增多,反應(yīng)速率增大;(3)擴(kuò)大容器體積,相當(dāng)于減小各成分濃度,反應(yīng)速率減小,(4)保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變,保持充入1molH2(g)和1molI2(g),壓強(qiáng)未變,體積增大,濃度也不變,則速率不變;(5)保持容器容積不變,充入1molN2,N2不參與反應(yīng),參與反應(yīng)的各成分濃度未變,則反應(yīng)速率不變;(6)保持容器壓強(qiáng)不變,充入N2,體積增大,各成分濃度減小,則反應(yīng)速率減小。【變4-1】在某一密閉容器中,充入一定物質(zhì)的量的N2和H2,發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)達(dá)到平衡后,下列條件的改變一定可以加快正反應(yīng)速率的是A.充入少量稀有氣體 B.升高溫度C.及時(shí)移除產(chǎn)物 D.增大容器體積【答案】B【詳解】A.容器體積不變,充入少量稀有氣體,反應(yīng)物的濃度不變,正反應(yīng)速率不變,故A不選;B.升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,故B選;C.及時(shí)移除產(chǎn)物,生成物的濃度減小,正、逆反應(yīng)速率均減小,故C不選;D.增大容器體積,相當(dāng)于減小壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率均減小,故D不選;故選B。【變4-2】對(duì)于100mL1mol·L-1鹽酸與鐵片的反應(yīng),采取下列措施:①升高溫度;②改用100mL3mol·L-1鹽酸;③多用300mL1mol·L-1鹽酸;④用等量鐵粉代替鐵片;⑤改用98%的硫酸。其中能使反應(yīng)速率加快的是A.①③④ B.①②④ C.①②③④ D.①②③⑤【答案】B【詳解】鹽酸與鐵片的反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是Fe+2H+=Fe2++H2↑。①升高溫度,物質(zhì)的內(nèi)能增加,微粒之間有效碰撞次數(shù)增加,化學(xué)反應(yīng)速率加快,①符合題意;②改用100mL3mol·L-1鹽酸,c(H+)增大,微粒之間有效碰撞次數(shù)增加,化學(xué)反應(yīng)速率加快,②符合題意;③多用300mL1mol·L-1鹽酸,由于c(H+)不變,反應(yīng)速率不變,③不符合題意;④用等量鐵粉代替鐵片,固體表面積增大,反應(yīng)物接觸面積增大,反應(yīng)速率加快,④符合題意;⑤改用98%的硫酸,由于濃硫酸中硫酸主要以H2SO4分子存在,c(H+)減小。濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,在室溫下遇鐵會(huì)發(fā)生鈍化,使鐵不能進(jìn)一步與硫酸反應(yīng),因此反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率減小,⑤不符合題意;綜上所述可知:能夠加快反應(yīng)速率措施的序號(hào)是①②④,合理選項(xiàng)是B?!咀?-3】下列說(shuō)法正確的是①增加水的量或升高溫度,都可以加快鎂跟水的反應(yīng)速率。②增加硫酸的濃度,一定可以加快鋅與硫酸反應(yīng)制取氫氣的速率。③在可變體積的容器中進(jìn)行反應(yīng),充入氮?dú)饣瘜W(xué)反應(yīng)速率一定不改變。④對(duì)于反應(yīng),加入KCl固體,逆反應(yīng)速率瞬時(shí)增大,隨后正反應(yīng)速率增大A.①② B.①④ C.②④ D.無(wú)【答案】D【詳解】①水的濃度為定值,增大水的量不影響鎂跟水的反應(yīng)速率,故①錯(cuò)誤;②如為濃硫酸,與鋅反應(yīng)不生成氫氣,故②錯(cuò)誤;③在可變體積的容器中進(jìn)行反應(yīng),充入氮?dú)?,容器的體積增大,參加反應(yīng)的氣體的濃度發(fā)生變化,反應(yīng)速率發(fā)生變化,故③錯(cuò)誤;④對(duì)于反應(yīng),氯離子和鉀離子不參與反應(yīng),加入KCl固體,平衡不移動(dòng),故④錯(cuò)誤;故選D?!咀?-4】反應(yīng)3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在一容積可變的密閉容器中進(jìn)行,下列條件的改變能使反應(yīng)速率加快的是①增加鐵的量②將容器的體積縮小一半③保持體積不變,充入N2使體系壓強(qiáng)增大④保持體積不變,充入水蒸氣使體系壓強(qiáng)增大A.①④ B.②③ C.③④ D.②④【答案】D【詳解】①鐵是固體,增加鐵的量,濃度不變,反應(yīng)速率不變,①與題意不符;②將容器的體積縮小一半,反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)的濃度增大,則化學(xué)反應(yīng)速率增大,②符合題意;③體積不變,充入N2使體系壓強(qiáng)增大,但各物質(zhì)的濃度不變,所以反應(yīng)速率不變,③與題意不符;④保持體積不變,充入水蒸氣使體系壓強(qiáng)增大,反應(yīng)物濃度增大,反應(yīng)速率增大,④符合題意;答案為D。題型三:化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)產(chǎn)量【例5】少量鐵粉與100mL0.01mol·L-1的稀鹽酸反應(yīng),反應(yīng)速率太慢,為了加快此反應(yīng)速率而不改變H2的量,可以使用如下方法中的①由鐵粉換鐵塊②加NaNO3固體③將0.01mol·L-1的稀鹽酸換成98%的硫酸溶液④加CH3COONa固體⑤加NaCl溶液⑥滴入幾滴硫酸銅溶液⑦升高溫度(不考慮鹽酸揮發(fā))⑧改用100mL0.1mol·L-1鹽酸A.③⑤ B.①③ C.⑥⑦ D.⑦⑧【答案】D【詳解】①由鐵粉換鐵塊,反應(yīng)速率減慢,故錯(cuò)誤;②加NaNO3固體與酸形成硝酸,不產(chǎn)生氫氣,故錯(cuò)誤;③將0.01mol·L-1的稀鹽酸換成98%的硫酸溶液,發(fā)生鈍化現(xiàn)象,故錯(cuò)誤;④加CH3COONa固體,生成醋酸,氫離子濃度減小,反應(yīng)速率減慢,故錯(cuò)誤;⑤加NaCl溶液,氫離子濃度減小,反應(yīng)速率減慢,故錯(cuò)誤;⑥滴入幾滴硫酸銅溶液,鐵置換出銅,構(gòu)成原電池,反應(yīng)速率加快,但Fe少量,導(dǎo)致生成的氫氣減少,故錯(cuò)誤;⑦升高溫度(不考慮鹽酸揮發(fā)),反應(yīng)速率加快,故正確;⑧改用100mL0.1mol·L-1鹽酸,氫離子濃度增大,反應(yīng)速率加快,故正確;故選D?!咀?】等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b中分別加入過(guò)量的稀硫酸,同時(shí)向a中加入少量的CuSO4溶液,下列各圖表示的是產(chǎn)生H2的體積V與時(shí)間t的關(guān)系,其中正確的是(
)ABCD【答案】A題型四:影響化學(xué)反應(yīng)高速率的因素綜合【例6】將一塊質(zhì)量為5.0g的鋁片投入盛有500mL0.5mol·L-1硫酸溶液的燒杯中,該鋁片與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系可用如圖所示的曲線來(lái)表示,回答下列問(wèn)題:(1)曲線O→a段不產(chǎn)生氫氣的原因是_______。(2)曲線a→b段產(chǎn)生氫氣的速率較慢的原因是_______。(3)曲線b→c段產(chǎn)生氫氣的速率增加較快的主要原因是反應(yīng)放出的熱量使溶液的溫度升高而加快反應(yīng)速率。曲線c點(diǎn)以后產(chǎn)生氫氣的速率逐漸下降的主要原因是_______?!敬鸢浮夸X片表面有Al2O3,硫酸首先與Al2O3反應(yīng)氧化膜未完全反應(yīng)掉,鋁與硫酸接觸的表面積較小隨著反應(yīng)的進(jìn)行,硫酸溶液的濃度下降【分析】由圖可知,開(kāi)始不生成氫氣,為氧化鋁與硫酸的反應(yīng),然后Al與硫酸反應(yīng)生成氫氣,開(kāi)始溫度較低,由于反應(yīng)放熱,則溫度升高反應(yīng)速率加快,后來(lái)氫離子濃度減小,則反應(yīng)速率減小?!驹斀狻浚?)鋁是活潑性較強(qiáng)的金屬,能迅速和空氣中的氧氣反應(yīng)生成氧化鋁,氧化鋁首先稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水,不產(chǎn)生H2,方程式為2Al2O3+6H2SO4=2Al2(SO4)3+6H2O,故答案為鋁片表面有Al2O3,硫酸首先與Al2O3反應(yīng);(2)曲線a→b段產(chǎn)生氫氣的速率較慢的原因是氧化膜未完全反應(yīng)掉,鋁與硫酸接觸的表面積較小,故答案為氧化膜未完全反應(yīng)掉,鋁與硫酸接觸的表面積較??;(3)金屬和酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),使溶液的溫度升高,溫度升高是影響反應(yīng)速率的主要因素,化學(xué)反應(yīng)速率加快,故答案為反應(yīng)放出的熱量使溶液的溫度升高而加快反應(yīng)速率?!军c(diǎn)睛】明確反應(yīng)放出的熱量使溶液的溫度升高而加快反應(yīng)速率,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中的氫離子濃度逐漸降低,反應(yīng)速率逐漸減小是解答難點(diǎn),也是解答關(guān)鍵?!咀?】I.一定溫度下,在2L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的量隨時(shí)間變化的曲線如圖:(1)從反應(yīng)開(kāi)始到10s時(shí),用Z表示的反應(yīng)速率為_(kāi)__________,X的物質(zhì)的量濃度減少了___________,Y的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)__________。(2)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________。II.KI溶液在酸性條件下能與氧氣反應(yīng)。現(xiàn)有以下實(shí)驗(yàn)記錄:回答下列問(wèn)題:實(shí)驗(yàn)編號(hào)①②③④⑤溫度/℃3040506070顯色時(shí)間/s16080402010(1)該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________。(2)該實(shí)驗(yàn)的目的是探究___________。(3)實(shí)驗(yàn)試劑除了1mol·L-1KI溶液、0.1mol·L-1H2SO4溶液外,還需要的試劑是__;(4)上述實(shí)驗(yàn)操作中除了需要(3)的條件外,還必須控制不變的是___________(填字母)。A.溫度B.試劑的濃度C.試劑的用量(體積)D.試劑添加的順序【答案】0.079mol·L-1·s-10.395mol·L-179.0%X(g)+Y(g)2Z(g)4H++4I-+O2=2I2+2H2O溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響淀粉溶液CD【詳解】(1)10s時(shí),Z的物質(zhì)的量增加1.58mol,其反應(yīng)速率為:mol·L-1·s-1,X的物質(zhì)的量由1.20降低到0.41,其濃度較少量為:=0.395mol·L-1,Y的物質(zhì)的量由1.0減少為0.21,其轉(zhuǎn)化率為:,故答案為:0.079mol·L-1·s-1;0.395mol·L-1;79.0%;(2)由圖可知X、Y為反應(yīng)物,Z為生成物,三者的變化分別為:0.79、0.79、1.58,變化量之比為1:1:2,可得反應(yīng)方程式為:X(g)+Y(g)2Z(g),故答案為:X(g)+Y(g)2Z(g);II.(1)KI具有強(qiáng)的還原性,能被氧氣氧化成碘單質(zhì),反應(yīng)的離子方程式為:4H++4I-+O2=2I2+2H2O,故答案為:4H++4I-+O2=2I2+2H2O;(2)由表格數(shù)據(jù)可知,該實(shí)驗(yàn)改變的外界條件是溫度,測(cè)量的是不同溫度條件下顯色的時(shí)間,可知其其探究的是溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,故答案為:溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響;(3)為確定顯示的時(shí)間,需要用到指示劑與碘單質(zhì)出現(xiàn)顯色,結(jié)合碘單質(zhì)的性質(zhì)可知應(yīng)用淀粉溶液作指示劑,故答案為:淀粉溶液;(4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)必須保證其他條件不變,只改變一個(gè)條件,才能得到準(zhǔn)確的結(jié)論,而濃度條件在(3)已經(jīng)控制一致,因此還必須控制不變的是試劑的量和試劑的添加順序,故答案為:CD;提分特訓(xùn)提分特訓(xùn)【題1】為了研究外界條件對(duì)H2O2分解反應(yīng)速率的影響,某同學(xué)在4支試管中分別加入3mLH2O2溶液,并測(cè)量收集VmL氣體時(shí)所需的時(shí)間,實(shí)驗(yàn)記錄如下:實(shí)驗(yàn)序號(hào)H2O2溶液濃度H2O2溶液溫度(℃)催化劑所用時(shí)間①5%202滴1mol/LFeCl3t1②5%402滴1mol/LFeCl3t2③10%202滴1mol/LFeCl3t3④5%20不使用t4下列說(shuō)法中,不正確的是()A.實(shí)驗(yàn)①②研究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響B(tài).實(shí)驗(yàn)②④研究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響C.獲得相同體積的O2:t1>t3D.實(shí)驗(yàn)③與④比較:t3<t4【答案】B【詳解】A.實(shí)驗(yàn)①②中只有溫度不同,故是研究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,故A正確,B.實(shí)驗(yàn)②④中反應(yīng)溫度不同,不能研究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響,故B錯(cuò)誤;C.①和③比較,③中過(guò)氧化氫的濃度大,反應(yīng)速率快,若獲得相同體積的氧氣,①的用時(shí)長(zhǎng),故C正確;D.實(shí)驗(yàn)③與④比較,③中過(guò)氧化氫的濃度大,使用催化劑,故反應(yīng)速率快,時(shí)間短,故D正確;故答案為:B【題2】對(duì)于反應(yīng)COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)ΔH>0。改變下列條件一定不能加快反應(yīng)速率的是A.壓縮體積 B.增加CO濃度 C.加催化劑 D.恒容下通入惰性氣體【答案】D【詳解】A.壓縮體積,增大氣體壓強(qiáng),能加快反應(yīng)速率,故A不符合題意;B.增加生成物一氧化碳的濃度,能加快反應(yīng)速率,故B不符合題意;C.加催化劑,反應(yīng)的活化能降低,能加快反應(yīng)速率,故C不符合題意;D.恒容下通入惰性氣體,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不變,反應(yīng)速率不變,故D符合題意;故選D?!绢}3】100mL6mol/LH2SO4跟過(guò)量的鋅粉反應(yīng),在一定溫度下,為了減緩反應(yīng)速率,但又不影響生成氫氣的總量??上蚍磻?yīng)物中加入適量的A.碳酸鈉(固體) B.水 C.硫酸銅溶液 D.硫酸銨(固體)【答案】B【詳解】A.碳酸鈉(固體)與硫酸反應(yīng)生成二氧化碳和水,消耗氫離子,放出的氫氣量減小,故不選A;B.硫酸中加水,氫離子物質(zhì)的量不變,放出氫氣的量不變,氫離子濃度降低,放出氫氣的速率減慢,故選B;C.加入硫酸銅溶液,鋅置換出銅,構(gòu)成原電池,鋅與硫酸反應(yīng)速率加快,故不選C;D.硫酸銨和鋅反應(yīng)放出氫氣,加入硫酸銨(固體),放出氫氣的量增多,故不選D。故選B?!绢}4】某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鎂與銨鹽溶液的反應(yīng),仔細(xì)分析以下記錄后,所得結(jié)論正確的是實(shí)驗(yàn)編號(hào)①②③④溶液種類(lèi)m()/g0.480.480.480.48V(溶液)/mL100100100100實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有氣體產(chǎn)生,并產(chǎn)生白色沉淀有氣體產(chǎn)生,并產(chǎn)生白色沉淀有氣體產(chǎn)生,并產(chǎn)生白色沉淀幾乎看不到現(xiàn)象6h時(shí)43325534712A.實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體僅為,沉淀為B.由實(shí)驗(yàn)①②可得,溶液中陰離子的濃度或種類(lèi)對(duì)產(chǎn)生的速率有影響C.由實(shí)驗(yàn)①③可得,溶液中越大,反應(yīng)速率越快D.由實(shí)驗(yàn)①~④可得,溶液的越小,產(chǎn)生的速率越快【答案】B【詳解】A.發(fā)生反應(yīng)方程式為,隨著反應(yīng)的進(jìn)行可能產(chǎn)生少量氨氣,無(wú)沉淀產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤;B.實(shí)驗(yàn)①、②,溶液中濃度相同,故陰離子種類(lèi)對(duì)產(chǎn)生H2的速率有影響,B正確;C.實(shí)驗(yàn)①、③,Cl-濃度不同,無(wú)法得出越大,反應(yīng)速率越快的結(jié)論,C錯(cuò)誤;D.實(shí)驗(yàn)②0.5mol?L-1(NH4)2SO4溶液pH<實(shí)驗(yàn)③0.1mol?L?1NH4Cl溶液,但是產(chǎn)生氫氣的速率更慢,D錯(cuò)誤;故選B?!绢}5】(1)在下列事實(shí)中,什么因素影響了化學(xué)反應(yīng)的速率?①石灰石煅燒時(shí)要粉碎成細(xì)小的礦粒_______;②熔化的KClO3放出氣泡很慢,撒入少量MnO2,則很快產(chǎn)生氣體_______;③同樣大小的石灰石分別在0.1mol·L-1的鹽酸和1mol·L-1的鹽酸中反應(yīng)速率不同_______;④夏天的食品易霉變,冬天就不易發(fā)生該現(xiàn)象_______;(2)依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。①1molC2H4(g)與適量O2(g)反應(yīng),生成CO2(g)和H2O(1),放出1411kJ熱量_______。②2molAl(s)與適量O2(g)發(fā)生反應(yīng),生成Al2O3(s),放出1669.8kJ熱量_______。③若適量的N2和O2完全反應(yīng),每生成23gNO2需要吸收16.95kJ熱量,則表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)______。④在25℃、101kPa時(shí),4gH2在足量O2中完全燃燒生成H2O(1)放出571.6kJ的熱量,則表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)______?!敬鸢浮抗腆w表面積催化劑濃度溫度C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1)ΔH=-1411kJ·mol-12Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s)ΔH=-1669.8kJ·mol-1N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.8kJ·mol-1H2(g)+O2(g)=H2O(1)ΔH=-285.8kJ·mol-1【詳解】(1)①表面積較大,反應(yīng)速率較大。石灰石煅燒時(shí)粉碎成細(xì)小的礦粒后表面積增大,則影響化學(xué)反應(yīng)的速率的因素是固體表面積。②催化劑能降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率。熔化的KClO3放出氣泡很慢,撒入少量MnO2,則很快產(chǎn)生氣體,則影響化學(xué)反應(yīng)的速率的因素是催化劑。③增大反應(yīng)物濃度可加快反應(yīng)速率。同樣大小的石灰石分別在0.1mol·L-1的鹽酸和1mol·L-1的鹽酸中反應(yīng)速率不同,則影響化學(xué)反應(yīng)的速率的因素是濃度。④升溫可加快反應(yīng)速率。夏天的食品易霉變,冬天就不易發(fā)生該現(xiàn)象,則影響化學(xué)反應(yīng)的速率的因素是溫度。(2)①1molC2H4(g)與適量O2(g)反應(yīng),生成CO2(g)和H2O(1),放出1411kJ熱量,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1)ΔH=-1411kJ·mol-1。②2molAl(s)與適量O2(g)發(fā)生反應(yīng),生成Al2O3(s),放出1669.8kJ熱量,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s)ΔH=-1669.8kJ·mol-1。③若適量的N2和O2完全反應(yīng),每生成23gNO2需要吸收16.95kJ熱量,則每消耗1mol氮?dú)狻⑸?2gNO2需要吸收67.8kJ熱量,表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.8kJ·mol-1。④燃燒熱是101kP時(shí),1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量,其中:C→CO2(g)、H→H2O(l),在25℃、101kPa時(shí),4gH2在足量O2中完全燃燒生成H2O(1)放出571.6kJ的熱量,則表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2(g)+O2(g)=H2O(1)ΔH=-285.8kJ·mol-1?!绢}6】某小組擬用酸性KMnO4溶液與H2C2O4溶液的反應(yīng)(此反應(yīng)為放熱反應(yīng))來(lái)探究“條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”,并設(shè)計(jì)了如下的方案記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果(忽略溶液混合體積變化)。限選試劑和儀器:0.20mol/LH2C2O4溶液、0.010mol/LKMnO4溶液(酸性)、蒸餾水、試管、量筒、秒表、恒溫水浴槽。物理量編號(hào)V(0.20mol/LH2C2O4溶液)/mLV(蒸餾水)/mLV(0.010mol/L酸性KMnO4溶液)/mLm(MnSO4)/gT/℃乙①2.004.0050②2.004.0025③1.5a4.0025④2.004.00.125已知:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,回答下列問(wèn)題:(1)KMnO4溶液用___________酸化(填名稱(chēng));寫(xiě)出上述反應(yīng)的離子方程式:___________;(2)上述實(shí)驗(yàn)①②是探究___________對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響;上述實(shí)驗(yàn)②④是探究___________對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(3)若上述實(shí)驗(yàn)②③是探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,則a為_(kāi)__________;表格中的“乙”填寫(xiě)t/s,其測(cè)量的是___________?!敬鸢浮苛蛩?MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O溫度催化劑0.5酸性KMnO4溶液褪色的時(shí)間【詳解】(1)高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性,鹽酸具有還原性,KMnO4溶液用硫酸酸化;H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)生成二氧化碳、錳離子和水,則反應(yīng)的離子方程式為2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;(2)實(shí)驗(yàn)①②是在相同濃度,不使用催化劑的條件下進(jìn)行的,但反應(yīng)溫度不同,則為探究溫度對(duì)速率的影響;而實(shí)驗(yàn)②④是在相同濃度、相同溫度的條件下進(jìn)行的,但②不使用催化劑,而④使用催化劑,則為探究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響;(3)上述實(shí)驗(yàn)②③是探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,則混合液的總體積必須相同,實(shí)驗(yàn)②溶液總體積為6mL,則實(shí)驗(yàn)③中
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