高中化学人教版 (2019)必修 第二册实验活动7 化学反应速率的影响因素优秀测试题
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【实验目的】
1.体验浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响。
2.理解改变反应条件可以调控化学反应的速率。
【实验原理】
1.硫代硫酸钠与硫酸的反应
硫代硫酸钠与硫酸反应会生成不溶于水的硫:Na2S2O3+H2SO4===
反应生成的硫使溶液出现 ,比较 现象出现所需时间的长短,可以判断该反应进行的 。在不同 和 条件下分别进行上述反应,并比较其反应快慢,可以看出反应物浓度和温度对该反应速率的影响。
2.过氧化氢分解会产生 ,在有或无 存在下进行对比实验,通过观察氧气产生的快慢可以看出 对该反应速率的影响。
【实验用品】
烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、药匙、秒表。
0.1 ml·L-1 Na2S2O3溶液、0.1 ml·L-1 H2SO4溶液、10% H2O2溶液、1 ml·L-1 FeCl3溶液、MnO2粉末、蒸馏水。
【方法指导】
为了比较实验中溶液出现浑浊的快慢,可以先在一张白纸上用黑色记号笔在合适的位置画上粗细、深浅一致的“十”字,衬在反应容器(锥形瓶)的底部。实验以Na2S2O3和H2SO4两溶液相混合时开始计时,到溶液出现的浑浊将锥形瓶底部的“十”字完全遮盖时结束(如图)。通过比较记录反应所需 ,可以判断反应速率的大小。
【实验步骤】
1.探究浓度对反应速率的影响
取两个50 mL ,编为1、2号。向1号锥形瓶中加入10 mL 0.1 ml·L-1 溶液,向2号锥形瓶中加入5 mL 0.1 ml·L-1 溶液和5 mL 。
另取两支试管,各加入10 mL 0.1 ml·L-1 溶液,然后同时将该溶液分别倒入1、2号锥形瓶中,记录反应所需的时间。
【记录与结论】
2.探究温度对反应速率的影响
取一个50 mL锥形瓶,编为3号,向其中加入10 mL 0.1 ml·L-1 溶液,向另一支试管中加入10 mL 0.1 ml·L-1 溶液,同时放入盛有热水的烧杯中,片刻后将锥形瓶和试管取出,将H2SO4溶液加到Na2S2O3溶液中,记录溶液的温度和反应所需的时间。
【记录与结论】
3.催化剂对化学反应速率的影响
向三支大小相同的试管中各加入2 mL 10% 溶液,再向其中的两支试管中分别加入少量 粉末和2滴1 ml·L-1 溶液。观察、比较三支试管中气泡出现的快慢。
【记录与结论】
典例分析
题型一:浓度对化学反应速率的影响
【典例1】将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)=2C(g)+2D(g)。反应进行到10s末,测得C的物质的量为0.8ml。下列说法错误的是( )
A.用C表示10s内反应的平均反应速率为0.04ml/(L·s)
B.10s末,生成物D的浓度为0.4ml/L
C.若恒容条件下充入惰性气体使压强增大,C的生成速率增大
D.若增大A的浓度,D的生成速率增大
【变式练】
1.少量铁粉与100mL0.01ml•L-1的稀盐酸反应,反应速率太慢,为了加快此反应速率而不改变H2的量,可以使用如下方法中的( )
①由铁粉换铁块
②加入NaNO3固体
③将0.01ml•L-1的稀盐酸换成98%的硫酸溶液
④加入NaCl溶液
⑤滴入几滴硫酸铜溶液
⑥升高温度(不考虑盐酸挥发)
⑦改用100mL0.1ml•L-1盐酸
A.③⑤B.①③C.⑥⑦D.⑤⑥
2.温度不变恒容的容器中进行反应H22H,若反应物浓度由0.1ml·L-1降到0.06ml·L-1需20s,那么由0.06ml·L-1降到0.02ml·L-1所需反应时间应为
A.等于20sB.等于20sC.大于20sD.小于20s
题型二:温度对化学反应速率的影响
【典例2】反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一定可变体积的容器中进行,则下列条件的改变使其反应速率增大的是( )
A.增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持温度和容器体积不变,充入氦气
D.保持温度和压强不变,充入氦气
【变式练】
1.下列说法正确的是( )
A.在化学反应中,化学能只可以转化为热能
B.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C.合成氨反应N2+3H22NH3中,升高温度,该反应速率减小
D.合成氨反应N2+3H22NH3,当N2、H2、NH3浓度相等时该反应达到了最大限度
2.实验室用锌粒与2 ml/L盐酸制取氢气,下列措施不能增大化学反应速率的是
A.用锌粉代替锌粒B.改用18.4 ml/L硫酸溶液
C.改用热的2 ml/L盐酸溶液D.改用2 ml/L硫酸溶液
题型三:催化剂对化学反应速率的影响
【典例3】下列图像不能正确反映对应操作中各量( )
A.图I铁丝在盛有氧气的密闭容器中燃烧
B.图II电解水一段时间
C.图III加热一定质量的高锰酸钾
D.图IV用等质量、等浓度的双氧水分别制取氧气
【变式练】
1.下列事实或做法与化学反应速率无关的是( )
A.将食物存放在温度低的地方B.用铁作催化剂合成氨
C.将煤块粉碎后燃烧D.用浓硝酸和铜反应制备NO2气体
2.下列有关化学反应速率的说法中正确的是( )
A.合成氨工业中使用合适催化剂可以提高反应速率以及增大该反应的限度
B.使用催化剂可降低反应的ΔH,从而提高化学反应速率
C.铁片与硫酸反应制备氢气时,使用浓硫酸可以加快产生氢气的速率
D.化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质
跟踪训练
一、单选题
1.下列说法中正确的是( )
A.0.1ml•L-1盐酸和0.1ml•L-1硫酸分别与2ml•L-1NaOH溶液反应,其反应速率相同
B.相同质量的大理石块与大理石粉分别与0.1ml•L-1盐酸反应,反应速率相同
C.Mg、Al在相同条件下分别与0.1ml•L-1盐酸反应,反应速率相同
D.0.1ml•L-1HCl和0.1ml•L-1HNO3分别与相同形状和大小的大理石块反应,反应速率相同
2.下列四种盐酸跟锌片反应,起始时反应速率最快的是( )
A.10℃20mL3ml•L-1的盐酸B.10℃40mL2ml•L-1的盐酸
C.20℃20mL2ml•L-1的盐酸D.20℃10mL4ml•L-1的盐酸
3.在反应:C+CO22CO中,可使反应速率增大的措施是( )
①压缩体积以增大压强;②升高温度;③体积不变,通入CO2;④增加碳的量;⑤移出CO
A.①②③④⑤cB.①②③⑤C.①②③D.①②③④
4.某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸反应探究影响化学反应速率的因素[反应方程式为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O],设计了如表系列实验。下列说法不正确的是( )
A.设计该实验的基本原理为控制变量法
B.实验1和2可探究温度对反应速率的影响
C.若用实验1和3探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响,则需V4=10,V5=0
D.将水更换为Na2SO4溶液,对实验结果无影响
5.下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.100mL的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
B.用锌片和稀硫酸反应制取氢气时,用粗锌比纯锌反应生成氢气的速率会加快
C.反应在一容积可变的密闭容器中进行,增加的量,其反应速率增大
D.汽车尾气中的和可以反应生成和,减小压强反应速率加快
6.日常生活中,下列做法与化学反应速率无关的是( )
A.在铁制品表面刷油漆B.向溶液中加入制取
C.面团放在温热处发酵D.在糖果制作过程中添加着色剂
7.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气的生成速率增大的是( )
A.加热B.不用稀硫酸,改用98%浓硫酸
C.滴加少量CuSO4溶液D.不用铁片,改用铁粉
8.合成氨反应N2+3H22NH3在密闭容器中进行。下列说法正确的是( )
A.其他条件不变,降低NH3的浓度,可以增大反应的速率
B.使用催化剂可使H2的转化率达到100%
C.其他条件不变,升高温度,增大正反应的速率,逆反应速率减小
D.达到化学平衡时,各物质的浓度不再改变
9.能够加快少量铁粉与200mL0.5ml/L溶液反应速率且不改变生成氢气的量的组合是( )
①用同质量的铁块代替铁粉;②加入硫酸钠固体;③加入硝酸钠固体;④加入醋酸钠固体;⑤加入少量锌粒;⑥通入HCl气体;⑦加热;⑧再加入100mL0.5ml/L溶液
A.①②⑤⑥⑦⑧B.②③⑤⑦C.⑤⑥⑦D.⑥⑦
10.一定质量的锌粒与1.0L稀盐酸反应,生成的物质的量与反应时间的关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.向该反应中加入大量固体,会使生成氢气的速率加快
B.若将锌粒改为锌粉,可以加快产生的反应速率
C.内平均反应速率最大
D.4min后,反应速率减小的主要原因是减小
11.将2ml A和2ml B在2L的恒容密闭容器中混合,一定条件下发生反应:,5min时测得C的浓度为,下列说法正确的是( )
A.5min内,B的平均反应速率为
B.反应时,向容器中通入氢气,容器内压强增大,化学反应速率加快
C.5min时,A的转化率为10%
D.升高温度,化学反应速率增大,降低温度,化学反应速率减小
12.Fentn法常用于处理含难降解有机物p-CP的工业废水,在控制p-CP的初始浓度相同时,探究有关因素对该降解反应速率的影响。下列说法不正确的是( )
A.实验①、②可探究温度对p-CP降解速率的影响
B.实验①、③可探究c(H2O2)对p-CP降解速率的影响
C.实验③中,x=10
D.温度过高时,降解反应速率减小,可能的原因是H2O2受热分解
二、实验题
13.近年来。研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。已知:SO2歧化反应的离子方程式:3SO2+2H2O=4H++2+S↓
(1)①I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的歧化过程如下,将ii补充完整_______。
i.SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+______=_______+_______+2I-
②请用碰操理论解释:作为该反应的催化剂加快反应速率的原因_______。加入催化剂该反应的反应热_______(填变大、变小、不变)
(2)探究i,ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18mLSO2饱和液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象(已知:I2易溶解在KI溶液中)
①B是A的对比实验,则a=_______。
②比较A、B、C,可得出的结论是_______。
③实验表明,SO2的歧化反应速率:D>A。结合i,ii反应速率解释原因:_______。
14.某实验小组学习化学反应速率后,联想到H2O2分解制备氧气,设计如下实验方案探究外界条件对反应速率的影响。
(1)实验乙中发生反应的化学方程式为_______。
(2)实验甲和实验乙的实验目的是_______。实验甲和实验丙的实验目的是_______。
(3)这种控制其他条件不变,只改变单一条件的方法叫做_______。
(4)实验过程中该同学对实验乙中产生的气体进行收集,并在2 min内6个时间点对注射器内气体进行读数,记录数据如下表。
(在反应环境相同时,可直接用体积变化量与反应时间的比值表示反应速率)
0~20 s的反应速率v1=_______ mL·s-1,100~120 s的反应速率v2=_______mL·s-1。不考虑实验测量误差,二者速率存在差异的主要原因是_______。
15.浓度、催化剂、溶液酸碱性等条件均可能对反应速率产生影响。某实验小组以5%H2O2分解为例进行研究,在常温下按照以下方案完成实验。
已知:FeCl3溶液、NaOH溶液和HCl溶液的浓度均为0.1ml/L。
(1)实验1和2的目的是_______,实验2和3的目的是研究催化剂的影响,则a=_______。
(2)实验4、5的目的是研究溶液酸碱性对H2O2分解速率的影响,则b=_______,c=_______。
(3)实验3、4、5中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。分析图能够得出的实验结论是_______。
(4)加入0.1gMnO2粉末于50mLH2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
计算2min~3min时间内的平均反应速率v(H2O2)=_______。
16.研究化学反应的快慢和限度在实际生产中具有重要意义。
I.取等物质的量浓度等体积溶液分别进行下列实验,实验报告如下表所示。
(1)实验1、2研究的是_______对分解速率的影响。
(2)实验2、3的目的是_______。
II.经研究知对分解也具有催化作用,为比较和对分解的催化效果,某研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。
(3)定性分析:如图甲可通过观察_______,定性比较得出结论。有同学提出将改为更为合理,其理由是_______。
(4)定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为_______,实验中需要测量的数据是_______。
III.现有试剂:①溶液 ②溶液 ③溶液
④盐酸 ⑤溶液 ⑥
现以KI和反应为例设计实验,探究此反应存在一定的限度。
实验步骤如下:向溶液中,滴加溶液;充分反应后,将溶液分成三份。
(5)取其中一份加试剂⑥,充分振荡后,下层是_______溶液,颜色为_______色。
(6)另取一份,加试剂_______(填序号),现象是_______,说明此反应存在一定的限度。
实验
编号
加入0.1 ml·
L-1 Na2S2O3
溶液的体积
/mL
加入水
的体积
/mL
加入0.1 ml·
L-1 H2SO4
溶液的体积
/mL
出现浑
浊快慢
结论
1
10
0
10
在其他条件相同时,Na2S2O3的浓度越大反应速率
2
5
5
10
实验
编号
加入0.1 ml·
L-1 Na2S2O3
溶液的体积
/mL
加入0.1 ml·
L-1 H2SO4
溶液的体积
/mL
反应
温度
出现浑浊的快慢
结论
1
10
10
室温
在其条件相同时,升高温度,反应速率
2
10
10
热水
现象
结论
加入MnO2
气泡冒出速率
MnO2能 反应速率
加入FeCl3
气泡冒出速率
FeCl3能 反应速率
不加其他
试剂
有气泡冒出,
无催化剂反应
实验序号
反应温度(℃)
Na2S2O3浓度
稀硫酸
H2O
V/mL
c/(ml/L)
V/mL
c/(ml/L)
V/mL
1
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
2
40
V1
0.10
V2
0.50
V3
3
20
V4
0.10
4.0
0.50
V5
实验编号
H2O2溶液
Fe2+溶液
蒸馏水
温度
①
1.5
3.5
10
298
②
1.5
3.5
10
313
③
3.5
3.5
x
298
序号
A
B
C
D
试剂组成
0.4ml•L-1KI
aml•L-1KI
0.2ml•L-1H2SO4
0.2ml•L-1H2SO4
0.2ml•L-1KI
0.0002ml•L-1I2
实验现象
溶液变黄,一段时间后出现浑浊
溶液变黄,出现浑浊较A快
无明显现象
溶液由棕褐色很快褪色,出现浑浊较A快
编号
温度℃
反应物
催化剂
甲
25
试管中加入3mL5%H2O2溶液
1mL蒸馏水
乙
25
试管中加入3mL5%H2O2溶液
1mL0.1ml/LFeCl3溶液
丙
40
试管中加入3mL5%H2O2溶液
1mL蒸馏水
时间/s
20
40
60
80
90
120
气体体积/mL
实验乙
15.0
29.5
43.5
56.5
69.5
81.5
实验编号
V(H2O2)mL
V(FeCl3)mL
V(NaOH)mL
V(HCl)mL
V(H2O)mL
1
10
0
0
0
0
2
8
0
0
0
2
3
8
1
0
0
a
4
8
b
0
0.5
c
5
8
1
0.5
0
0.5
序号
条件
现象
结论
温度/℃
催化剂
1
40
2
20
3
20
4
20
无
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