![专题14 影响化学反应速率的因素——备战2022年高考化学之突破教材实验热点(教师版)第1页](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/12918985/0/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![专题14 影响化学反应速率的因素——备战2022年高考化学之突破教材实验热点(教师版)第2页](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/12918985/0/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![专题14 影响化学反应速率的因素——备战2022年高考化学之突破教材实验热点(教师版)第3页](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/12918985/0/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![专题14 影响化学反应速率的因素——备战2022年高考化学之突破教材实验热点(学生版)第1页](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/12918985/1/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![专题14 影响化学反应速率的因素——备战2022年高考化学之突破教材实验热点(学生版)第2页](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/12918985/1/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![专题14 影响化学反应速率的因素——备战2022年高考化学之突破教材实验热点(学生版)第3页](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/12918985/1/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
所属成套资源:备战2022年高考化学之突破教材实验热点
专题14 影响化学反应速率的因素——备战2022年高考化学之突破教材实验热点
展开
专题14 影响化学反应速率的因素
1.锌粒和不同浓度稀硫酸反应速率比较
实验名称
锌粒和不同浓度稀硫酸反应速率比较
实验装置
实验原理
通过观察收集10 mL H2所用的时间或1分钟收集到的H2的体积来比较反应速率的快慢。
实验用品
锌粒(颗粒大小基本相同),40 mL 1 mol/L稀硫酸、40 mL 4 mol/L稀硫酸;锥形瓶、分液漏斗、双孔塞、注射器、铁架台、直角导气管、橡胶管、秒表
实验步骤
①按上图安装两套装置。
②检查装置的气密性。
③在锥形瓶内各盛有2 g锌粒(颗粒大小基本相同),然后通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol/L 和40 ml 4 mol/L的硫酸。比较两者收集10 mL氢气所用的时间。
实验现象
收集10 mL H2,4 mol/L 硫酸所用时间比1 mol/L硫酸所用时间短。
实验结论
在温度及金属质量大小相同的条件下,酸的浓度越大,速度越快。
实验说明
本实验需要注意的几个关键操作有:
①实验装置的气密性要好。
②尽可能做好“不变量的控制”——锌粒的表面积、温度、氢气的体积或时间等。
③可用恒压漏斗代替分液漏斗滴加稀硫酸,减少滴加硫酸对气体体积测量的影响。
2.不同浓度草酸与高锰酸钾反应速率比较
实验名称
不同浓度草酸与高锰酸钾反应速率比较
实验装置
实验原理
在实验中,控制KMnO4溶液的浓度及反应温度不变,探究草酸的浓度不同时对反应速率的影响。
本实验涉及的化学方程式为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
实验用品
0.1 mol/L H2C2O4 溶液、0.2 mol/L H2C2O4溶液、0.01 mol/L 的酸性KMnO4溶液;试管2支、胶头滴管2支、10 mL量筒、秒表。
实验步骤
取两支干净试管,各加入4 mL 0.01 mol/L 的酸性KMnO4溶液,然后向一支试管中加入0.1mol/L H2C2O4 溶液2 mL,记录溶液褪色所需的时间。向另一支试管中加入0.2 mol/L H2C2O4 溶液2 mL,记录溶液褪色所需的时间。
实验现象
加入较浓H2C2O4 溶液的试管褪色所需时间较短。
实验结论
在其他条件相同时,增大反应物的浓度反应速率增大。
实验说明
在实验过程中的计时由刚加入H2C2O4 溶液开始按秒表,当溶液刚好完全褪色时停止计时。为了对比更明显、观察得更清楚,可在试管后面衬一张白纸来观察现象。
3.不同温度下硫代硫酸钠与硫酸反应速率的比较
实验名称
不同温度下硫代硫酸钠与硫酸反应速率的比较
实验装置
实验原理
在实验中,控制Na2S2O3与H2SO4溶液浓度不变,探究温度不同时对反应速率的影响。
本实验涉及的化学方程式为:Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
实验用品
0.1 mol/L Na2S2O3溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液;试管4支、胶头滴管2支、10 mL量筒、100 mL烧杯两个、秒表、温度计。
实验步骤
取两支试管各加入5 mL 0.1 mol/LNa2S2O3溶液;另取两支试管各加入5 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液;将四支试管分成两组(各有一支盛有Na2S2O3和H2SO4的试管),一组放入盛冷水的烧杯中,另一组放入盛有热水的烧杯中。经过一段时间后,分别将同一烧杯中的两溶液混合并振荡,记录每组中从混合到出现浑浊的时间。
实验现象
加热的一组首先出现浑浊。
实验结论
在其他条件相同时,升高温度反应速率增大,降低温度反应速度减小。
实验说明
在实验过程中计时由刚混合两溶液开始按秒表,当溶液出现浑浊时停止计时
4.不同温度下I-在酸性溶液中被氧化的速率比较
实验名称
不同温度下I-在酸性溶液中被氧化的速率比较
实验装置
实验原理
在实验中,控制KI与H2SO4溶液的浓度不变,探究溶液出现蓝色的时间与温度的关系。
本实验涉及的离子方程式为:4H++4I-+O22I2+2H2O
实验用品
1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液、淀粉溶液;试管4支、胶头滴管2支、10 mL量筒、100 mL烧杯两个、秒表、温度计。
实验步骤
取两支试管各加入5 mL 1 mol/L KI溶液,并分别滴加几滴淀粉溶液,另取两支试管各加入5 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液,将四支试管分成两组(各有一支盛有淀粉KI混合溶液和H2SO4溶液的试管),一组放入盛有冷水的烧杯中,另一组放入盛有热水的烧杯中。经过一段时间后,分别将同一烧杯中的两溶液混合并振荡,记录每组中从混合到溶液出现蓝色的时间。
实验现象
加热的一组溶液首先出蓝色。
实验结论
在其他条件相同时,升高温度反应速率增大,降低温度反应速度减小。
实验说明
在实验过程中计时由刚混合两溶液开始按秒表,当溶液出现蓝色时停止计时。
5.催化剂对反应速率的影响
实验名称
催化剂对反应速率的影响——二氧化锰催化双氧水分解实验
实验装置
实验原理
2H2O22H2O+O2↑
实验用品
10%的双氧水、二氧化锰;锥形瓶、双孔橡胶塞、短导管、漏斗、木条、火柴
实验步骤
锥形瓶内盛入10 mL左右10%的双氧水,用双孔橡皮塞塞上锥形瓶,插上短导管和漏斗,将带有余烬的木条伸入短导管,再通过漏斗加入少量二氧化锰,观察现象。
实验现象
未加入二氧化锰时没有明显现象;加入二氧化锰后,锥形瓶内迅速产生大量气泡,余烬复燃。
实验结论
二氧化锰能够加快双氧水的分解,是此反应的催化剂,催化剂能加快反应速率。
实验说明
①带余烬的木条不宜伸入太多,否则会因泡沫过多而使余烬熄灭。
②加入的双氧水和二氧化锰的量需适宜,不能过量加入,以防瞬间气压过大导致爆炸。③二氧化锰在催化过程中没有消耗,但参与了反应。二氧化锰降低反应活化能导致加快速率,而不是提供能量。
6.不同催化剂对反应速率的影响
实验名称
不同催化剂对反应速率的影响
实验装置
实验原理
2H2O22H2O+O2↑
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+ 10CO2↑+8H2O
(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6
实验用品
5%的双氧水、0.1 mol/L FeCl3、0.1 mol/L CuSO4;试管2支、胶头滴管2支、10 mL量筒
0.1 mol/L H2C2O4 溶液、
0.01 mol/L 的酸性KMnO4溶液、MnSO4固体;试管2支、胶头滴管2支、10 mL量筒、秒表。
淀粉溶液、2 mol/L的H2SO4溶液、碘水、唾液;试管2支、胶头滴管2支、10 mL量筒
实验步骤
在两支试管中分别加入2 mL 5%的H2O2溶液,再向H2O2溶液中分别滴入0.1 mol/L FeCl3和CuSO4 (使用CuCl2更好)溶液各1 mL,摇匀,比较H2O2的分解速率
在两支试管中各加入4 mL 0.01 mol/L的酸性KMnO4溶液和2 mL 0.1 mol/L H2C2O4 溶液,再向其中一支试管中加入一粒黄豆大的MnSO4固体。摇匀,记录溶液褪色所需的时间
取两支试管,各加入 5 mL淀粉溶液和2滴碘水,然后向其中一支试管中加入1 mL 2 mol/L的H2SO4溶液(必要时可加热);向另一支试管中加入1 mL唾液,振荡。比较硫酸溶液、唾液对淀粉水解的催化效果
实验现象
试管中均有气泡产生,且速率均较快
试管④中溶液褪色比试管③中的快
试管⑥中溶液褪色比试管⑤中的快
实验结论
FeCl3和CuSO4 对H2O2的分解都有催化作用,但催化效果不同
Mn2+对KMnO4与H2C2O4 的反应有催化作用,可加快反应速率
唾液、稀硫酸对淀粉的水解都有催化作用,但唾液的催化作用强
正催化剂能显著加快化学反应速率,且不同催化剂对同一化学反应的催化作用是不同的
实验说明
若使用CuCl2,可说明Fe3+和Cu2+ 对H2O2的分解都有催化作用
加热时颜色变浅,冷却后会恢复原来的颜色
检查装置的气密性:关闭分液漏斗的活塞,将注射器往外拉一段距离,松开手后观察是否会迅速回到原位,若能回到原位,则装置气密性良好。
某研究小组为了验证反应物浓度对反应速率的影响,在室温下向2mL0.001mol·L-1KMnO4溶液中分别加入不同浓度的草酸溶液2mL,实验结果如图1;若上述实验中使用的是含20%硫酸的0.001mol·L-1KMnO4溶液,实验结果如图2。回答有关问题:
已知:草酸与高锰酸钾反应的过程可能为:Mn(VII)(VII表示价态,下同)Mn(VI)Mn(IV)Mn(III)Mn(III)(C2O4)n3-2n2(红色)→Mn(II)+2nCO2
(1)实验时发生总反应的离子方程式为___。
(2)由题可知,Mn(II)的作用是___;由图2可知,在当前实验条件下,增大草酸的浓度,褪色时间___(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)对比图1和图2,该小组同学推测酸化有利于提高该反应的速率。为了验证该推测,设计了系列实验,记录如下(均在室温下进行):
试管编号
0.01mol•L-1KMnO4溶液/mL
0.2mol•L-1
H2C2O4溶液/mL
蒸馏水/mL
2.0mol•L-1H2SO4溶液/mL
A
4.0
2.0
2.0
0
B
V1
V2
1.5
V3
C
V4
2.0
V5
1.0
D
V6
2.0
0
2.0
①请完成此实验设计:V5=___,V6=___。
②设计A号试管实验的目的是___。
(4)已知25℃时草酸的电离常数为K1=5.0×10-2,K2=5.4×10-5。
①写出H2C2O4与少量的KOH溶液反应的离子方程式:___。
②已知25℃时CH3COOH的电离常数为K=1.75×10-5,则等浓度的草酸溶液和醋酸溶液中,pH较小的是___。
【答案】(1)2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
(2)催化剂 变大
(3)1.0 4.0 硫酸浓度为0的对照实验 H2C2O4+OH-=HC2O+H2O 草酸
【详解】
(1)实验中总反应为高锰酸根在酸性环境下将草酸氧化成CO2,自身被还原成Mn2+,根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(2)根据题目所给草酸和高锰酸钾反应的过程可知Mn(II)的作用是催化剂;由图2可知,在当前实验条件下草酸的浓度越大,透光率变化越慢,即褪色时间变大;
(3)①控制变量法探究实验中,不同组别的实验变量要唯一,A组和C组实验所用硫酸的量不同,则所用高锰酸钾的量应相同,所以V4=4.0,则V5=2.0-1.0=1.0;A与D组实验所用硫酸的量不同,则所用高锰酸钾的量应相同,所以V6=4.0;
②设计A号试管实验的目的是:硫酸浓度为0的对照实验;
(4)①根据草酸的电离平衡常数可知其为二元弱酸,所以与少量KOH反应时离子方程式为H2C2O4+OH-=HC2O+H2O;
②电离平衡常数越大酸性越强,K1(草酸) > K(醋酸),所以等浓度的草酸溶液和醋酸溶液中,草酸的酸性更强,pH较小。
1.硫代硫酸钠与稀硫酸反应的方程式为:Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O某学习小组为研究反应物浓度和温度对该反应速率的影响,设计以下3组实验下列说法不正确的是( )
实验序号
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol∙L-1)
V/mL
c/((mol∙L-1))
V/mL
Ⅰ
25
5
0.2
10
0.1
x
Ⅱ
25
10
0.1
10
0.2
5
Ⅲ
35
10
0.1
5
y
10
A.该反应所需的仪器有:量筒、温度计、秒表、烧杯
B.通过记录产生淡黄色沉淀所需的时间可以比较反应的快慢
C.比实验Ⅱ、Ⅲ研究温度对该反应速率的影响,则y=0.2
D.对比实验Ⅰ、Ⅱ研究c(H+)对该反应速率的影响,则x=10
【答案】C
【分析】
由图中数据可知,实验I、II是在相同的温度下研究c(H+)对该反应速率的影响;实验II、III研究温度对该反应速率的影响,根据生成物有硫可知,可以根据产生淡黄色沉淀所需的时间比较反应的快慢,由此分析。
【详解】
A.反应比较不同温度、不同浓度下的反应速率,应用到温度计等仪器,还需要量筒、秒表、烧杯等仪器,故A不符合题意;
B.反应速率越大,产生淡黄色沉淀所需的时间越少,可以通过记录产生淡黄色沉淀所需的时间可以比较反应的快慢,故B不符合题意;
C.比实验II、III研究温度对该反应速率的影响,则浓度应相同,y=0.4,故C符合题意;
D.对比实验I、II研究c(H+)对该反应速率的影响,溶液体积应相同,则x=10,故D不符合题意;
答案选C。
2.研究反应2X(g)Y(g)+Z(g)的速率影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度随反应时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是( )
A.比较实验②、④得出:升高温度,化学反应速率加快
B.比较实验①、②得出:增大反应物浓度,化学反应速率加快
C.若实验②、③只有一个条件不同,则实验③使用了催化剂
D.在0-10min之间,实验③的平均速率v(Y)=0.04mol/(L·min)
【答案】D
【详解】
A. 实验②④的起始物质的量浓度相等,实验②的温度为800°C,实验④的温度为820°C,实验④的反应速率明显较快,说明温度升高,化学反应速率加快,故A正确;
B. 从图象可以看出,实验①②的温度相同,实验①的X的物质的量浓度大,反应速率明显快,所以增大反应物浓度,化学反应速率加快,故B正确;
C. 实验②③中X的起始物质的量浓度相等,温度相同,平衡状态也相同,但是实验③反应速率较快,达到平衡状态所需的时间短,说明实验③使用了催化剂,故C正确;
D. 从图象可以直接求得0∼10min内实验③的平均速率v(X)= =0.04mol/(L·min),根据化学方程式的计量数关系可知v(Y)=v(X)=×0.04mol/(L·min)=0.02 mol/(L·min),故D错误;答案选D。
3.以反应5H2C2O4+2+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,分别量取H2C2O4溶液和酸性KmnO4溶液,迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。下列说法不正确的是
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
温度/℃
浓度/mol/L
体积/mL
浓度/mol/L
体积/mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
A.实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s,则这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=2.5×10-4 mol·L-1·s-1
B.实验①和②起初反应均很慢,过了一会儿速率突然增大,可能是生成的Mn 2+对反应起催化作用
C.实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响,实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响
D.实验①、②、③所加的H2C2O4溶液均要过量
【答案】A
【详解】
A. 高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为: =×0.010mol/L,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)= =1.7×10−4 mol⋅L−1⋅s−1,故A错误;
B. 在其它条件都相同时,开始速率很小,过一会儿速率突然增大,说明反应生成了具有催化作用的物质,其中水没有这种作用,CO2释放出去了,所以可能起催化作用的是Mn2+,故B正确;
C. 分析表中数据可知,实验①和实验②只是浓度不同,即实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响;实验②和③只是温度不同,所以实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响,故C正确;
D. 根据反应方程式可得5H2C2O4−2MnO由实验数据分析可知,在这三个实验中,所加H2C2O4溶液均过量,故D正确;故选:A。
4.下列生产或实验事实引出的结论不正确的是( )
选项
事实
结论
A
其他条件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应,升高溶液的温度,析出沉淀所需时间缩短
当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快
B
工业制硫酸过程中,在SO3的吸收阶段,喷洒浓硫酸吸收SO3
增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大
C
在容积不变的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),向其中通入氩气
反应速率减慢
D
A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液,在B试管中加入2~3滴FeCl3溶液,B试管中产生气泡快
当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率
【答案】C
【详解】
A. 该实验中,只有温度不同,则当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快,故A正确;
B. 工业制硫酸过程中,在SO3的吸收阶段,喷洒浓硫酸吸收SO3,增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大,故B正确;
C. 容器的体积不变,通入氩气,各组分的浓度不变,则反应速率不变,故C错误;
D. 该实验中只有一个变量,一个试管有催化剂,另一个试管无催化剂,加入催化剂的反应速率快,则当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率,故D正确;
答案选C。
5.往2 L密闭容器中充入NO2,在三种不同条件下发生反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),实验测得NO2的浓度随时间的变化如下表(不考虑生成N2O4)。
时间(min)
浓度 (mol·L-1)
实验序号/温度(℃)
0
10
20
30
40
50
实验1/800
1.00
0.80
0.65
0.55
0.50
0.50
实验2/800
1.00
0.70
0.50
0.50
0.50
0.50
实验3/850
1.00
0.50
0.40
0.15
0.15
0.15
下列说法正确的是( )
A.实验2比实验1使用了效率更高的催化剂
B.实验2比实验1的反应容器体积小
C.由实验2和实验3可判断该反应是放热反应
D.实验1比实验3的平衡常数大
【答案】A
【详解】
A. 对比实验1、2可知温度相同,起始浓度相同,平衡状态相同,但实验2达到平衡所需的时间短,反应速率快,可知实验2使用了效率更高的催化剂,故A正确;
B. 若实验2的反应容器体积减小,则相当于增大压强,最终实验1、2的平衡状态不同,故B错误;
C. 温度升高,最终平衡时,实验3的NO2浓度最小,说明平衡正向移动,正反应是吸热反应,故C错误;
D. 由C项分析,可知实验3的平衡常数大,故D错误;故选A。
6.[2017江苏] H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快
B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快
C.图丙表明,少量Mn 2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快
D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大
【答案】D
【解析】A.由甲图可知,双氧水浓度越大,分解越快,A错误;B.由图乙可知,溶液的碱性越强即pH越大,双氧水分解越快,B错误;C.由图丙可知,有一定浓度Mn2+存在时,并不是碱性越强H2O2分解速率越快,C错误;由图丙可知,碱性溶液中,Mn2+对双氧水分解有影响,图丁说明Mn2+浓度越大,双氧水分解越快,图丙和图丁均能表明碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大,D正确。
【名师点睛】本题以双氧水分解的浓度-时间曲线图像为载体,考查学生分析图像、搜集信息及信息处理能力,会运用控制变量法分析影响化学反应速率的因素,并能排除图中的干扰信息,得出正确的结论。
7.某化学反应2A(g)B(g)+D(g)在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验序号
0min
10min
20min
30min
40min
50min
60min
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
c3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内用A表示表示该反应的平均速率为_________mol/(L·min)。
(2)在实验2,A的初始浓度c2=______mol/L,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是____________。
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3_______v1(填>、=、<),且c3_______1.0mol/L(填>、=、<)。
【答案】0.013 1.0 使用催化剂 > >
【详解】
(1)实验1中,反应在10min至20min时间内,A的浓度减少0.8mol/L−0.67mol/L=0.13mol/L,10min至20min时间内平均速率v(A)为 =0.013mol/(L⋅min);故答案为:0.013;
(2)实验1、2温度相同平衡常数相同,且平衡浓度相同,则起始浓度也相同,可知A的初始浓度c1=1.0mol/L,实验2中反应速率快,则实验2中还隐含的条件是使用了催化剂,故答案为:1.0;使用了催化剂;
(3)实验1和实验3温度一样,平衡常数相同,平衡浓度大的起始浓度大,起始浓度大的反应速率块,实验3中平衡浓度较大,则起始浓度大,反应速率v3>v1, 起始浓度c3>c1=1.0mol/L,故答案为:>;>。
8.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录的体积为累计值,已换算成标准状况。
时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)
50
120
232
290
310
(1)哪一时间段(指0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min)反应速率最大_____;原因是_____。
(2)2~3分钟时间段,V(c(HCl))=_____mol(L·min)(设溶液体积不变)。
(3)为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液,你认为可行的是_______(填序号)。
a.蒸馏水 b.Na2CO3溶液 c.NaNO3溶液 d.NaOH溶液
【答案】2 min~3 min 温度对反应速率影响占主导作用 0.1 a
【分析】
根据影响化学反应速率的因素有浓度、温度以及固体的表面积大小等因素,温度越高、浓度越大、固体表面积越大,反应的速率越大,从表中数据看出2 min~3 min收集的氢气比其他时间段多,原因是Zn置换H2的反应是放热反应,温度升高;根据v=计算反应速率;根据影响化学反应速率的因素以及氢气的量取决于H+的物质的量,以此解答。
【详解】
(1)从表中数据看出2 min~3 min收集的氢气比其他时间段多,虽然反应中c(H+)下降,但主要原因是Zn置换H2的反应是放热反应,温度升高,故答案为:2 min~3 min;温度对反应速率影响占主导作用;
(2)在2~3min时间段内,n(H2)==0.005mol,由2HCl~H2得,消耗盐酸的物质的量为0.01mol,则υ(HCl)==0.1mol(L·min),故答案为:0.1;
(3)a. 加入蒸馏水,溶液的浓度减小,反应速率减小,H+的物质的量不变,氢气的量也不变,故a正确;
b. 加入碳酸钠溶液,减小盐酸的浓度,反应速率减小,H+的物质的量减小,氢气的量也减小,故b错误;
c. 加入NaNO3溶液,减小盐酸的浓度,但此时溶液中含有硝酸,与金属反应得不到氢气,故c错误;
d. 加入NaOH溶液,减小盐酸的浓度,反应速率减小,H+的物质的量减小,氢气的量也减小,故d错误;
故选:a。
9.某研究性学习小组利用草酸溶液和酸性KMnO4 溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验设计如下:(假设溶液混合时体积可以加和)
实验序号
实验温度
(K)
酸性 KMnO4 溶液
草酸溶液
去离子水
溶液褪色
时间
c(mol/L)
V (mL)
c(mol/L)
V (mL)
V (mL)
t (s)
①
298
0.02
2.0
0.10
4.0
0
t1
②
T
0.02
2.0
0.10
3.0
a
8.0
③
343
0.02
2.0
0.10
3.0
a
t2
④
373
0.02
2.0
0.10
3.0
a
t3
(1)写出草酸与酸性 KMnO4 溶液反应的离子方程式:_____________。
(2)甲同学利用实验①来绘制反应过程中生成 CO2 的物质的量 n(CO2)随反应时间 t 的变化曲线,反应在 t = t1 时完成,试在下图中画出 n(CO2)随反应时间 t 变化的曲线______,并确定m =________mol。
(3)乙同学欲通过实验①、②探究反应物浓度对该反应速率的影响,则a = ____, T = _______。若 t1