- 影响化学反应速率的因素
- 共2373题
Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。
[实验设计] 控制p - CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298 K或313 K（其余实验条件见下表），设计如下对比实验。
（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
[数据处理] 实验测得p - CP的浓度随时间变化的关系如下图。
（2）请根据上图实验①曲线，计算降解反应50~150s内的反应速率：
v(p - CP)=_________mol·L-l·s-l[解释与结论]
（3）实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从
Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因：____________________________
（4）实验③得出的结论是：pH等于10时，____________________________。
[思考与交流]
（5）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：_______________________________。
正确答案
（1）②313；3；6.0；0. 30；③探究溶液的pH对降解反应速率的影响
（2）8．0×10-6（3）过氧化氢在温度过高时迅速分解
（4）反应速率趋向于零（或该降解反应趋于停止）
（5）将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH约为10（或将所取样品骤冷，答案合理即可）
应用化学反应需要研究化学反应的条件、限度和速率。
（1）773K、固定体积的容器中，反应CO（g）＋2H2（g）
① 若按上述投料比使该反应具有工业应用价值，CO的平衡转化率最小为______________；
②在容器容积不变的前提下，欲提高H2的转化率，可采取的措施（答两项即可）______________、
______________；
③下列与催化剂有关的说法中，正确的是______________ （填字母序号）。
a．使用催化剂，使反应CO(g)＋2H2（g）
b．使用催化剂，能够提高反应物转化率
c．使用催化剂，不能改变反应的平衡常数K
（2）高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。我国学者提出用镍（Ni）、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的方案，装置如下图I所示。
①Fe电极作____________极（填“阴”或“阳”）；
②Ni电极的电极反应式为：_________________。
（3）氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是HNO3发生的一个还原过程的反应式：
NO3-＋4H+＋3e-→NO＋2H2O
① KMnO4、Na2CO3、CuO、KI四种物质中的______________(填化学式)能使上述还原过程发生。
②欲用上图II装置通过测定气体生成量测算硝酸被还原的速率，当反应物的浓度、用量及其他影响速率的条件确定之后，可以通过测定_________________________推算反应速率。
正确答案
（1）①10%；②增大CO浓度；适当降低温度（或：及时分离生成的CH3OH）；③c
（2）①阳；②2H++2e-==H2（或2H2O+2e-==H2+2OH-）
（3）单位时间内收集的气体体积（或收集一定体积的气体所用的时间）
地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环节问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。
（1）实验前：①先用0.1mol·L-1H2SO4洗涤Fe粉，其目的是______________，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将KNO3溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的O2对脱氮的影响，应向KNO3溶液中通入________（写化学式）。
（2）下图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系（部分副反应产物曲线略去）。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式______________。t1时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH4+的浓度在增大，Fe2+的浓度却没有增大，可能的原因是____________________________。
（3）改课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：溶液的pH；假设二：______________；假设二：______________； ……
（4）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论。（已知：溶液中的NO3-浓度可用离子色谱仪测定）
正确答案
（1）去除铁粉表面的氧化物等杂质；N2
（2）4Fe＋NO3-＋10H+＝2Fe2+＋NH4+＋3H2O；生成Fe2+的水解（或和溶液中的OH-结合）
（3）温度；铁粉颗粒大小
（4）
为探究外界条件对H2(g)+I2(g)
（1）完成上表中的空格。
（2）实验Ⅰ中，I2的物质的量浓度（c）随时间（t）的变化如下图所示。
根据图中数据回答下列问题：
①在0～1min内反应的平均速率ν（HI）= _________。
②在给出的坐标图中画出实验Ⅱ、Ⅲ中I2的物质的量浓度（c）随时间（t）变化的曲线，并进行必要的标注。
③保持容器容积不变，向其中加入1molH2，反应速率____________（选填“加快、减慢、不变、不确定”）。
④该同学还想用此反应研究压强对化学平衡移动的影响，请问能否达到实验目的？ _________（填“能”、不能”），原因是__________________________
正确答案
（1）III温度：457
（2）①4×10-3mol·L-1·min-1
②
③加快；④不能，该反应前后气体计量数相等，平衡不受压强的影响
铜和稀硝酸在常温常压下反应，开始时反应非常慢，但是随着反应的进行，反应速率不断地加大。某校合作学习小组的同学拟探究影响其速率的主要因素。
（1）甲同学认为是生成的Cu2+对该反应起催起作用，欲验证其假设是否正确，其实验方法是_________________________________。
（2）乙同学依据铜和硝酸是放热反应，拟研究温度升高是否为该反应速度率不断加大的主要原因，实验结果如下
由此可得出的结论是：_____________________________。
（3）丙同学查阅文献，得知稀硝酸与铜反应，还原产物起始也是NO2，NO2对该反应起催化作用。通过下列装置验证。实验发现左侧3min后开始大量产生气泡，右侧40min内无明显变化。
①氢氧化钠溶液的作用是_______________________。
②该学生设计在左侧加的是2mol·L-1 HNO3溶液，右侧加的是2．2mol·L-1硝酸。左侧浓度稍偏小，这样设计主要是考虑到______________________。
（4）丁同学与丙同学交流后，他将实验改进为：在试管中加入3mL2mol·L-1HNO3并放入铜片，然后加入几粒NaNO2晶体，发现只需1秒钟，铜片表面就开始产生气泡。由丁的实验可得出的结论是_________________________________。
正确答案
（1）取两去试管分别加入同浓度的稀硝酸和相同的铜片，在其中一支中加入少量硫酸铜晶体，比较两者开始产生气泡的时间
（2）80min内温度只上升了2℃，说明温度变化不是主要原因
（3）①吸收氮的氧化物，防止污染环境；②左侧通入NO2时，一部分NO2与水反应会生成硝酸，使硝酸浓度变大。
（4）NO2催化机理可能是在反应中得电子生成NO2-起催化作用（NO2-对该反应也能起催化作用）。
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