微专题强化训练4控制变量法探究化学反应速率的影响因素含解析新人教版必修第二册

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微专题强化训练4　控制变量法探究化学反应速率的影响因素

1．把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如图所示。下列因素中，影响该反应速率的是(　　)

①盐酸的浓度　②镁条的表面积　③溶液的温度

④Cl－的浓度

A．①④　　　 B．③④

C．①③　　　 D．②③

C　[镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，与H＋有关，与Cl－无关。在镁与盐酸的反应中，刚开始时H＋的浓度最大，反应速率应最大，但由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，H＋浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。]

2．下列各组物质进行反应(表内物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最快的是(　　)

选项	金属(粉末状)	酸及其浓度	酸的体积/mL	反应起始温度/℃
A	0.1 mol Zn	6 mol·L－1硝酸	10	50
B	0.1 mol Fe	3 mol·L－1硫酸	20	30
C	0.1 mol Zn	3 mol·L－1硫酸	10	30
D	0.1 mol Zn	3 mol·L－1盐酸	40	30

C　[硝酸和锌反应不生成氢气，排除A选项。锌的活动性比铁强，所以在外界条件相同的情况下，锌与酸的反应速率比铁快，因此生成H2的速率：C＞B。在相同的条件下，氢离子的浓度越大，化学反应速率越快，因此生成H2的速率：C＞D，故选C。]

3．不同条件下，用O2氧化一定浓度的FeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是(　　)

A.一定时间内，Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大

B．由②和③可知，pH越大，Fe2＋氧化速率越快

C．由①和③可知，温度越高，Fe2＋氧化速率越快

D．氧化过程的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O

B　[由图像可知，一定时间内，Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大，故A正确；由②和③可知，当温度相同而pH不同时，pH越大，Fe2＋的氧化速率越慢，故B错误；由①和③可知，当pH相同而温度不同时，温度越高，Fe2＋的氧化速率越快，故C正确；在酸性条件下，Fe2＋和氧气、氢离子反应生成Fe3＋和H2O，反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，故D正确。]

4．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是(　　)

A．10 ℃ 20 mL 3 mol·L－1的X溶液

B．20 ℃ 30 mL 2 mol·L－1的X溶液

C．20 ℃ 10 mL 4 mol·L－1的X溶液

D．10 ℃ 10 mL 2 mol·L－1的X溶液

B　[计算出稀释后的四种溶液中X的物质的量，由于最后溶液的体积都为50 mL，则X的物质的量越大，X的浓度越大，而一般情况下，浓度越大、温度越高，反应速率越快。A溶液中X的物质的量为0.02 L×3 mol·L－1＝0.06 mol；B溶液中X的物质的量为0.03 L×2 mol·L－1＝0.06 mol；C溶液中X的物质的量为0.01 L×4 mol·L－1＝0.04 mol；D溶液中X的物质的量为0.01 L×2 mol·L－1＝0.02 mol。显然四种情况下，X的浓度：A＝B＞C＞D，而温度：B＝C＞A＝D，故B的反应速率最快。]

5．为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某同学做了以下实验，请回答下列问题。

编号	操作	实验现象
①	分别在试管A、B中加入5 mL 5% H2O2溶液，各滴入2滴1 mol·L－1 FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5 ℃左右冷水的烧杯中；将试管B放入盛有40 ℃左右热水的烧杯中	试管A中不再产生气泡，试管B中产生的气泡增多
②	另取两支试管分别加入5 mL 5% H2O2溶液和5 mL 10% H2O2溶液	试管中均未见气泡产生

(1)实验①的目的是_____________________________________，

实验中滴加FeCl3溶液的目的是_________________________。

(2)实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该同学达到实验目的，你对上述操作提出的改进意见是___________________________

________________________________________________________________

_____________________________(用实验中所提供的几种试剂)。

(3)某同学在50 mL H2O2溶液中加入一定量的二氧化锰，放出气体的体积(标准状况)与反应时间的关系如图所示，则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是________。

[解析]　(1)实验①中过氧化氢的浓度、催化剂相同，而反应温度不同，则目的是探究温度对H2O2分解速率的影响；滴加FeCl3溶液的目的是加快H2O2分解速率，使实验现象易于观察。

(2)常温下，过氧化氢不易分解，为加快分解速率可使用加催化剂或升高温度的方法。

(3)反应开始时，过氧化氢的浓度最大，随着反应的进行，过氧化氢的浓度减小，H2O2的浓度越大反应速率越快，则瞬时反应速率最慢的为C点。

[答案]　(1)研究温度对H2O2分解速率的影响　加快H2O2分解速率，使实验现象易于观察

(2)将两支试管同时放入盛有40 ℃热水的烧杯中(或向两支试管中同时滴入2滴1 mol·L－1FeCl3溶液)，观察产生气泡的速率

(3)C点

6．已知KMnO4和H2C2O4(草酸)在酸性溶液中会发生如下反应：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。甲、乙两个实验小组欲探究影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已酸化)：

(1)甲组：通过测定单位时间内生成CO2气体体积的量来比较化学反应速率，实验装置如图所示：

实验时分液漏斗中A溶液一次性加入，A、B的成分见下表：

序号	A溶液	B溶液
①	2 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液	4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液
②	2 mL 0.2 mol·L－1 H2C2O4溶液	4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液
③	2 mL 0.2 mol·L－1 H2C2O4溶液	4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液，少量MnSO4(催化剂)

该实验探究的是________________对化学反应速率的影响。在反应停止之前，相同时间内针筒中所得CO2的体积由大到小的顺序是________________________(填实验序号)。

(2)乙组：通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的长短来比较化学反应速率。

取两支试管各加入2 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液，另取两支试管各加入4 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液，将四支试管分成两组(每组各有一支试管盛有H2C2O4溶液和KMnO4溶液)，一组放入冷水中，另一组放入热水中，一段时间后，分别混合并振荡，记录溶液褪色所需时间。该实验试图探究________对化学反应速率的影响，但该组同学始终没有看到溶液完全褪色，其原因是__________________________。