- 影响化学反应速率的因素
- 共2373题
某同学探究外界条件对H2O2分解速率的影响，所用H2O2浓度为5%、10%，实验温度为20℃、40℃，其他试剂有1mol/LFeCl3溶液．每次实验H2O2的用量为2mL，FeCl3溶液2滴．
（1）请完成以下实验设计表：
（2）实验④产生气泡的速率比实验②快．分析引起反应速率差异的原因是______．
（3）废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生．经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜，溶液变成蓝色，写出发生反应的化学方程式：______．
控制其它条件相同，印刷电路板的金属粉末用10%H2O2和3.0mol/LH2SO4溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）
当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是：______．
正确答案
（1）③、实验②和③探究温度对该反应速率的影响，故②③的温度不同，其他条件完全相同；
④、实验②和④探究H2O2浓度对该反应速率的影响，故②和④的H2O2浓度不同，其他条件相同；
故答案为：
（2）实验④产生气泡的速率比实验②快，引起反应速率差异的原因是：其他条件相同时，H2O2浓度增大，分解速率加快；
故答案为：其他条件相同时，H2O2浓度增大，分解速率加快；
（3）铜与H2O2和H2SO4反应生成了硫酸铜，反应方程式是：Cu+H2O2+H2SO4 
故答案为：Cu+H2O2+H2SO4 
I．实验测得0.01mol/L的KMnO4的硫酸溶液和0.1mol/L的H2C2O4溶液等体积混合后，反应速率υ[mol/（L•s）]与反应时间t（s）的关系如图所示．回答如下问题：
（1）该反应的化学方程式：______
（2）0→t2时间段内反应速率增大的原因是：______，
（3）t2→t时间段内反应速率减小的原因是：______，
（4）图中阴影部分“面积”表示t1→t3时间里______．
A．Mn2+物质的量浓度的增大 B．Mn2+物质的量的增加
C．SO42-物质的量浓度 D．MnO4-物质的量浓度的减小
Ⅱ．为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验．请回答相关问题：
（1）定性分析：如图甲可观察______，定性比较得出结论．有同学提出将FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理，其理由是______．
（2）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______
（3）加入0.01mol MnO2粉末于60mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体体积和时间的关系如图所示．设放出气体的总体积为V mL．
①放出
②该H2O2溶液的浓度为______
③A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为______＞______＞______＞______．
正确答案
I（1）该反应的反应物是KMnO4和 H2C2O4，高锰酸钾是强氧化剂，能把草酸氧化成二氧化碳，反应方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，
故答案为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O；
（2）该反应是放热反应，温度越高，反应速率越快，所以温度是改变反应速率的主要原因，故答案为：反应放热，温度升高，反应速率加快；
（3）随着反应的进行，反应物的浓度降低，浓度越低，反应速率越小，所以浓度的改变是反应速率变化的主要原因，故答案为：反应物浓度降低，导致反应速率降低；
（4）根据v=
Ⅱ（1）观察到的现象是：气泡生成的快慢；将FeCl3改为Fe2（SO4）3，两种物质的阴离子相同，只有阳离子相同，判断影响因素更有针对性，故答案为：产生气泡的快慢；消除阴离子不同对实验的干扰；
（2）根据v=
（3）①分析图象知，为1min；故答案为：1min；
②设H2O2溶液的浓度为x mol/L
2H2O2
2 22.4L
xmol/L×0.06L 0.06L
x=0.09
故答案为：0.09mol/L
③图象斜率的大小反映反应速率快慢，斜率越大，反应速率越快，故答案为：D＞C＞B＞A．
某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响．在常温下按照如下方案完成实验．
（1）催化剂能加快化学反应速率的原因是______．
（2）常温下5% H2O2溶液的pH约为6，H2O2的电离方程式为______．
（3）实验①和②的目的是______．实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论．资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解．为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是______．
（4）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．
分析上图能够得出的实验结论是______．
正确答案
（1）催化剂改变反应的途径，降低反应所需的活化能，从而加快反应速率，故答案为：降低了活化能；
（2）pH约为6，则电离生成氢离子，溶液显酸性，其电离方程式为H2O2⇌H++HO2-，故答案为：H2O2⇌H++HO2-；
（3）实验①和②的浓度不同，则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较，
则向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中），
故答案为：探究浓度对反应速率的影响；向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中）；
（4）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，结合实验方案可知，碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率，
故答案为：碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率．
某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL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，实验记录如下（累计值）：
（1）哪一时间段（指0～1．1～2．2～3．3～4．4～5 min）反应速率最大_______________，原因是
_____________________________ 。
（2）哪一段时段的反应速率最小_______________，原因是__________________________。
（3）如果反应太激烈，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：
A．蒸馏水 B．NaCl溶液 C．Na2CO3溶液 D．CuSO4溶液
你认为可行的是（填编号）_________________。
（4）求2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率____________（设溶液体积不变，要写出计算过程）。
正确答案
（1）2～3 min；因该反应是放热反应，2～3 min时温度高
（2）4～5 min；因为4～5 min时H+浓度小
（3）AB
（4）0.1 mol/(L·min)
酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、黏合剂及印刷、纺织等工业。乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应：
CH3COOH＋C2H5OH
请根据要求回答下列问题：
（1）欲提高乙酸的转化率，可采取的措施有：__________、__________等。
（2）若用如图所示的装置来制备少量的乙酸乙酯，产率往往偏低，其原因可能为________、________等。
（3）此反应以浓硫酸为催化剂，可能会造成__________、__________等问题。
（4）目前对该反应的催化剂进行了新的探索，初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂，且能重复使用。实验数据如下表所示（乙酸和乙醇以等物质的量混合）。
①根据表中数据，下列________（填字母）为该反应的最佳条件。
A．120 ℃，4 h B．80 ℃，2 h
C．60 ℃，4 h D．40 ℃，3 h
②当反应温度达到120 ℃时，反应选择性降低的原因可能为________。
正确答案
（1）增大乙醇的浓度 加热及时蒸出产物
（2）温度过高，发生了副反应 冷凝效果不好，部分产物挥发了
（3）产生大量的酸性废液（或造成环境污染） 部分原料炭化 催化剂重复使用困难（任填两种） （4）①C ②发生了副反应
（1）酯化反应是一个可逆反应，欲提高乙酸的转化率，可以增大乙醇的浓度或加热及时蒸出产物等。
（2）因乙酸、乙醇都易挥发，而图中装置竖直导管太短，冷凝效果不好，原料来不及反应就被蒸出，温度过高发生副反应，这些因素都会导致产率偏低。
（3）浓H2SO4除具有催化作用外，还具有强氧化性和脱水性，因此可能造成产生大量的酸性废液、造成环境污染、部分原料炭化等。
（4）①从表中可以看出，同一反应时间60 ℃时的转化率远大于40 ℃而接近80 ℃，所以60 ℃时最合适，而以同一反应温度下的不同时间来看，4小时转化率已较高，接近6小时的转化率，故选C。
②当反应温度达120 ℃时反应选择性降低，则说明发生了副反应。
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