- 影响化学反应速率的因素
- 共7172题
某同学对第四周期过渡元素产生浓厚的兴趣．想探究是否只有MnO2能催化KClO3受热分解？CuO、Fe2O3、Cr2O3等对氯酸钾的受热分解有没有催化作用？若有催化作用，效率怎样？请你与他一起进行实验探究：
I．课题名称：______．
Ⅱ．实验仪器：略
实验试剂：二氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化铬和氯酸钾
Ⅲ．实验步骤：略
Ⅳ．实验数据：
V．实验讨论：
（1）请用编号3的实验数据求得KClO3的分解率：为______%（保留一位小数）．
（2）在用Cr2O3做实验时，有刺激性气味的气体产生，同时绿色的混合物变成橘黄色（K2Cr2O7）．该刺激性气体可能是______（填化学式），用______检验．（填序号）
A、湿润的蓝色石蕊试纸 B、湿润的碘化钾淀粉试纸
C、湿润的PH试纸 D、湿润的红色石蕊试纸
Ⅵ．实验结论：______．
正确答案
I．本实验的目的是探究CuO、Fe2O3、Cr2O3等对氯酸钾的受热分解有没有催化作用，所以其课题名称为探究CuO、Fe2O3、Cr2O3等对氯酸钾的受热分解反应的催化作用．
故答案为：探究CuO、Fe2O3、Cr2O3等对氯酸钾的受热分解反应的催化作用；
V．（1）生成氧气的物质的量为n=
2KCl3
2mol 3mol
0.002mol 0.003mol
所以反应的氯酸钾的物质的量为 0.002mol，质量为m=nM=0.002mol×122.5g/mol=0.245g，
所以其分解率为
故答案为：40.8%；
（2）根据元素守恒知，生成的刺激性气味的气体只能是氯气，氯气有氧化性，能置换出碘化钾中的碘，碘遇淀粉变蓝色，所以可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气，故选B．
故答案为：Cl2；B；
Ⅵ． 根据图表中回收的氧化物及耗时分析，CuO、Cr2O3 与二氧化锰比较，耗时较长且Cr2O3 的回收物有异常，氯化铁和二氧化锰的催化能力相近．
故答案为：氯化铁和二氧化锰的催化能力较好．
下列措施对增大反应速率明显有效的是（ ）
正确答案
A、加水不能改变浓度水的浓度，对反应速率没有影响，故A错误；
B、浓硫酸具有强氧化性，与铁发生钝化反应，没有氢气生成，不能提高生成气体的反应速率，故B错误；
C、压强只对气体的反应速率有影响，对非气体的反应没有影响，增大压强速率不变，故C错误；
D、将Al片改成Al粉，增大了反应物的接触面积，所以能使反应速率加快，故D正确；
故选：D．
某温度时，在2L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如下图所示，由图中数据分析：
（1）该反应的化学方程式为_____________________
（2）反应开始至2分钟末，X的反应速率为：____________________________
（3）该反应是由________________开始反应的（正、逆或正逆同时）
正确答案
（1）Y+2Z
（2）0.1mol·L－1·min－1 （3）正逆同时
反应A(g)＋B(g)
(1)该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)，原因是________________________________________
(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？________，原因是__________________________________________
(4)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1________，E2________。(填“增大”“减小”或“不变”)
正确答案
(1)放热
(2)减小 根据勒·夏特列原理，升高温度有利于反应向吸热反应方向移动，因而该反应中A的转化率减小
(3)没有 催化剂只能改变化学反应的速率和途径，不能改变化学反应的始态和终态的能量，因此对反应热没有影响
(4)减小 减小
解答第(1)题的关键是读懂图，由图示可知反应物A(g)＋B(g)所含的能量大于生成物C(g)＋D(g)所含的能量，故该反应为放热反应。解答第(2)题结合第(1)题的推断可知，升高温度平衡向逆反应方向(吸热反应方向)移动，故升高温度，A的转化率减小。第(3)、(4)题，加入催化剂只能改变反应途径，使E1(活化能)减小，E2同时减小，增大反应速率，不改变化学反应的始态和终态的能量，而反应热只与化学反应的始态和终态有关，与反应途径无关，因此使用催化剂对反应热没有影响。
用纯净的锌粒与稀盐酸反应制取氢气气体，请回答：
（1）实验过程如下图所示，分析判断________段化学反应速率最快，_______段收集的氢气最多。这段反应速率最快的原因是______________________________________
（2）为了减缓上述反应的速率，欲向溶液中加入下列物质，你认为可行的是_____________________
A．蒸馏水 B．氯化钠固体 C．氯化钠溶液 D．浓盐酸
（3）除了上述方法外，你认为还可以采取哪些措施来减缓化学反应速率？（至少回答一种）
______________________________________
正确答案
（1）EF；EF；因该反应是放热反应，这段反应温度高，速率快
（2）AC
（3）降低温度（答案合理即可）
某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有 ________________________________;
(2)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有 (答两种);
(3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
①请完成此实验设计,其中:V1= ,V6= ,V9= ;
②反应一段时间后,实验A中的金属呈 色,实验E中的金属呈 色;
③该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因 。
正确答案
(1)Zn+CuSO4
Zn+H2SO4
(2)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等
(3)①30 10 17.5
②灰黑 暗红
③当加入一定量的CuSO4后,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,降低了Zn与溶液的接触面积
(1)分析实验中涉及的物质:Zn、CuSO4、H2SO4,其中能发生的化学反应有2个:Zn+CuSO4
(2)根据影响化学反应速率的外界因素,则加快反应速率的方法还有:增大反应物浓度,升高温度,使用催化剂,增大锌粒的比表面积等。注意H2SO4浓度不能过大,浓硫酸与Zn反应不生成H2。
(3)若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响,则实验中除CuSO4的量不同之外,其他物质的量均相同,则V1=V2=V3=V4=V5="30" mL,最终溶液总体积相同,由实验F可知,溶液的总体积均为50 mL,则V6="10" mL,V9="17.5" mL。随着CuSO4的量增大,则附着在Zn片表面的Cu会越来越多,当Cu完全附盖Zn片时,Zn不能与H2SO4接触,则H2生成速率会减慢,且Zn片表面的Cu为暗红色。
（16分）常温下，取两片质量相等、外形和组成相同表面经过砂纸打磨（完全除掉了氧化物）的铝片，分别加入到盛有体积相同、c(H+)相同的稀硫酸和稀盐酸溶液的两支试管（相同体积）中制取H2。实验现象如下表：
（1）写出以上反应的离子方程式______________________________________ 。
（2）分析上表数据，你得出的结论是： 。
（3）你认为出现以上现象的可能原因是（写出一个即可）：
__________________________________ ___________________ _；
（4）请设计实验对你的假设进行验证：
_______________________________________________ ___________；
(5)如果上述假设都成立，要使以上稀硫酸与铝反应产生的氢气速率加快，可以采取的措施有（列举三个）：
正确答案
(1)2Al+6H+==2Al3++3H2↑（2′）
(2)Al在c(H+)相同的盐酸中反应比在硫酸中快得多。（2′）
(3)①Cl-对铝与H+反应有促进作用；②SO42-对铝与H+反应有抑制作用。（3′）
(4)①向以上稀硫酸中加入少量的氯化钠或氯化钾（或其他可溶性氯化物）固体，如果都能使反应速率加快，则假设①成立；②向以上稀盐酸中加入少量的硫酸钠或硫酸铵（或其他可溶性硫酸盐）固体，如果都能使反应速率减慢，则假设②成立。（3′）
(5)①加入含有Cl-的可溶性氯化物；②增加H+浓度；③加热；④将铝片改换成铝丝⑤利用不活泼金属或不活泼金属可溶性盐形成原电池等。（每个2分）
（1）金属绿意稀硫酸或盐酸反应放出氢气，反应的离子方程式是
2Al+6H+==2Al3++3H2↑。
（2）根据反应的剧烈程度及生成的气泡多少可知，其结论应该是Al在c(H+)相同的盐酸中反应比在硫酸中快得多。
（3）根据题意，两种溶液中不同的是酸根离子，所以可能的原因是①Cl-对铝与H+反应有促进作用；②SO42-对铝与H+反应有抑制作用。
（4）如果验证以上的假设，则可以通过对照实验进行对比，即①向以上稀硫酸中加入少量的氯化钠或氯化钾（或其他可溶性氯化物）固体，如果都能使反应速率加快，则假设①成立；②向以上稀盐酸中加入少量的硫酸钠或硫酸铵（或其他可溶性硫酸盐）固体，如果都能使反应速率减慢，则假设②成立。
（5）考查外界条件对反应速率的影响。根据影响反应速率的因素可知，采取的措施可以是①加入含有Cl-的可溶性氯化物；②增加H+浓度；③加热；④将铝片改换成铝丝⑤利用不活泼金属或不活泼金属可溶性盐形成原电池等。
下面是某研究小组研究的关于不同催化剂对H2O2分解反应的催化效率。
（1）写出H2O2在催化剂作用下分解反应的化学方程式________________________
（2）从上表可以得出：活性炭、FeCl3、KI 和MnO2(粉末状)几种催化剂中，催化效率由大到小的顺序是_____________________，
等质量的固体催化剂，颗粒大小对催化效率有什么影响______________________
（3）实验发现新鲜的动物肝脏对H2O2的分解也有显著的催化作用，但当往溶液中加入
盐酸，或给溶液加热时，就会失去催化能力，合理的解释是
（4）对于FeCl3的催化作用，有人认为是Fe3+起催化作用，有人认为是Cl-，请你设计一
个实验进行验证。_______________________________________________________
正确答案
（1）
（2）
（3）催化剂失去活性
（4）取少量
试题分析：（1）略
（2）颗粒越小接触面积越大；
（3）强酸强碱高温可能使催化剂失去活性；
（4）选用一种Fe3+的盐溶液，一种含Cl-的盐溶液验证是Fe3+起催化作用，还是Cl-起催化作用。
（10分）硫代硫酸钠（Na2S2O3）俗称大苏打，主要用于照相业作定影剂。Na2S2O3易溶于水，在酸性溶液中会迅速发生反应。
（1）完成Na2S2O3溶液与稀硫酸混合反应的化学方程式：
该反应可用于探究外界条件对反应速率的影响，完成有关的实验设计表（已知各溶液体积均为5mL）：
（2）Na2S2O3还具有很强的还原性，Na2S2O3溶液与足量氯水反应的化学方程式为_______________________。（S元素被氧化为SO42－）
正确答案
（1）Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
（2）Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+8HCl+H2SO4
试题分析：（1）Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O；
实验①和②探究温度对该反应速率的影响，故要使c（Na2S2O3）、c（H2SO4）相同；实验①、③和④探究反应物浓度对该反应速率的影响，故要使温度保持相同，①、③c（Na2S2O3）不同，要使c（H2SO4）相同；①、④
c（Na2S2O3）相同，要使c（H2SO4）不同。
（2）Na2S2O3溶液与足量氯水反应化学方程式为Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+8HCl+H2SO4。
点评：控制变量法探究实验时必须保持其它条件不变。
（7分）在容积为10L的密闭容器中通入一定量的SO2和O2，450℃时发生反应：2SO2（g）+O2(g)
（2）在图中画出SO3的物质的量浓度随时间的变化曲线。
（3）在其他条件不变，7min时分别改变下列条件，将改变条件的瞬间正、逆反应速率的变化情况（“增大”、“减小”或“不变”）填入下表空格内：
正确答案
(1)0.03mol/(L.min)
(2)
（3）
（1）反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，所以用SO2表示的反应速率为
（2）SO3是生成物，起始浓度为0。由于平衡时SO2的浓度的变化量是0.12mol/L，所以生成的SO3的浓度就是0.12mol/L，因此图像为
(3)考查外界条件对反应速率的影响。在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度或升高温度或增大压强或使用催化剂都能增大反应速率。增大氧气浓度的瞬间，生成物的浓度是不变的，所以逆反应速率瞬间是不变的。减小SO3的浓度的瞬间，反应物的浓度是不变的，所以正反应速率瞬间是不变的。缩小容器的体积，压强增大，因此正逆反应速率均增大。催化剂能同等程度改变正逆反应速率，所以都增大。压强不变，充入氦气，容器容积必然增大，所以物质的浓度一定减小，因此正逆反应速率均减小。
扫码查看完整答案与解析