- 影响化学反应速率的因素
- 共7172题
Ⅰ．下列四支试管中，过氧化氢分解的化学反应速率最大的是______
Ⅱ．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）实验①和②的目的是______．
（2）写出实验③的化学反应方程式______．
（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．分析如图能够得出的实验结论是______．
正确答案
I．温度越高、浓度越大、使用催化剂都有利于化学反应速率的提高，故答案为：c；
II．（1）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，故答案为：探究浓度对反应速率的影响；
（2）双氧水在三氯化铁作用下分解方程式为：2H2O2
O2↑+2H2O，故答案为：2H2O2
O2↑+2H2O；
（3）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．
（16分）（2012•广东）碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用0.50mol•L﹣1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol•L﹣1K2S2O8、0.10mol•L﹣1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响．
已知：S2O82﹣+2I﹣=2SO42﹣+I2（慢） I2+2S2O32﹣=2I﹣+S4O62﹣ （快）
（1）向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的 耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S2O32﹣与S2O82﹣初始的物质的量需满足的关系为：n（S2O32﹣）：n（S2O82﹣） ．
（2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
表中Vx= ml，理由是 ．
（3）已知某条件下，浓度c（S2O82﹣）～反应时间t的变化曲线如图13，若保持其它条件不变，请在答题卡坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c（S2O82﹣）～反应时间t的变化曲线示意图（进行相应的标注）．
（4）碘也可用作心脏起捕器电源﹣锂碘电池的材料，该电池反应为：2Li（s）+I2（s）=2LiI（s）△H
已知：4Li（s）+O2（g）=2Li2O（s）△H1
4LiI（s）+O2（g）=2I2（s）+2Li2O（s）△H2
则电池反应的△H= ；碘电极作为该电池的 极．
正确答案
（1）Na2S2O3；＜2（2）2；理由是保证其他条件不变，只改变反应物K2S2O8浓度，从而才到达对照实验目的（3）
（1）根据KI、Na2S2O3与淀粉的反应原理解答，注意反应过程的快慢问题；
（2）根据实验目的及表格数据分析，从而确定Vx的大小及理由，注意探究物质的量浓度对反应速率影响时，其它条件应相同；
（3）降低温度，化学反应速率减小，则到达平衡时间延长；加入催化剂，增大反应速率，则缩短反应到达平衡时间；
（4）将第一个方程式与第二个方程式相减再除以2，焓变进行相应改变，正极上得电子发生还原反应．
解：（1）向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，先发生S2O82﹣+2I﹣═2SO42﹣+I2（慢），后发生I2+2S2O32﹣═S4O62﹣+2I﹣ （快），当S2O32﹣耗尽后，碘才能与淀粉作用显示蓝色，根据I2+2S2O32﹣═S4O62﹣+2I﹣ （快）方程式知，I2与S2O32﹣的物质的量的关系为1：2，即1mol碘需2molS2O32﹣，根据方程式S2O82﹣+2I﹣═2SO42﹣+I2知，生成1mol碘需为1molS2O82﹣，即n（S2O32﹣）：n（S2O82﹣）=2：1，为确保能观察到蓝色，碘需有剩余，即n（S2O32﹣）：n（S2O82﹣）＜2：1，
故答案为：Na2S2O3；＜2；
（2）对照实验1和2发现，实验2取的0.20mol•L﹣1K2S2O8溶液的体积9mL，比实验1少了1mL，说明取的K2S2O8物质的量少，加水1mL，保证了溶液的体积不变，所以在其它条件不变的情况下，探究的是该反应速率与K2S2O8浓度的关系，同样原理对照实验1和3，为保证溶液的体积相同，须加2mL水，
故答案为：2；理由是保证其他条件不变，只改变反应物K2S2O8浓度，从而才到达对照实验目的；
（3）保持其它条件不变，降低温度，反应速率降低，到达液颜色将由无色变成为蓝色的时间变长，而使用催化剂，能加快化学反应速率，所以到达液颜色将由无色变成为蓝色的时间变短，故答案为：
（4）①4Li（s）+O2（g）=2Li2O（s）△H1
②4LiI（s）+O2（g）=2I2（s）+2Li2O（s）△H2
将方程式
点评：本题考查了实验探究，注意探究外界条件对化学反应影响时，只能改变一个条件，其它条件必须相同，否则不能得出正确结论，难度较大．
某化学兴趣小组在一次实验探究中发现，向草酸溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液时，溶液褪色先慢后快，即反应速率由小变大。小组成员为此“异常”现象展开讨论，猜想造成这种现象的最可能原因有两种，并为此设计实验进行探究验证。
猜想Ⅰ：此反应过程放热，温度升高，反应速率加快；
猜想Ⅱ：……。
【实验目的】探究草酸与高锰酸钾反应的速率变化“异常”原因
【实验用品】仪器：试管、胶头滴管、量筒、药匙、玻璃棒等；
试剂：0.1mol/L H2C2O4溶液、0.05mol/L KMnO4（硫酸酸化）溶液等。
请你根据该兴趣小组的实验探究设计思路，补充完整所缺内容。
（1）草酸（H2C2O4，弱酸）与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为（已知：MnO4＿还原产物是Mn2+） 。
（2）要完成对猜想Ⅰ的实验验证，至少还需要一种实验仪器是 。
（3）猜想Ⅱ可能是______________________________________________________________。要设计实验验证猜想Ⅱ，进行该实验还要补充一种试剂及一种仪器，分别是 。
（4）基于猜想Ⅱ成立，设计方案进行实验，请完成以下实验记录表内容。
正确答案
（1）5H2C2O4+ 2MnO4—+6H+=10CO2↑+2 Mn2++8H2O （2分）
（2）温度计 （1分）
（3）生成的Mn2+在反应中起到催化剂的作用，加快了反应速率（2分）；MnSO4(S)、秒表（2分）
（4）（4分）
试题分析：（1）草酸具有还原性，被酸性高锰酸钾氧化为二氧化碳，根据提示MnO4＿还原产物是Mn2+ ，所以改氧化还原反应的方程式为：5H2C2O4+ 2MnO4—+6H+=10CO2↑+2 Mn2++8H2O。
（2）从实验目的出发，探究草酸与高锰酸钾反应的速率变化，一般情况下随着反应的进行，反应物的浓度下降反应速率也随之减小，但是却出现异常。所以从影响化学反应速率的的因素上想问题，根据猜想1不难得出造成突变的原因是温度，所以需要测定温度变化的仪器温度计，故答案是温度计。
（3）除了猜想1，能加快反应速率的因素还有催化剂，所以猜想二可以从催化剂入手，因此可以得出猜想：生成的Mn2+在反应中起到催化剂的作用，加快了反应速率。而要验证这一猜想，可以加入含有Mn2+的试剂，可以是硫酸锰，同时可以用秒表测定反应速率是否受到影响，以此来验证这一猜想是否正确。
（4）基于猜想二，设计实验验证需要作对比实验，由于反应物种的高锰酸钾为有色试剂，所以可以从颜色变化快慢上初步判断猜想二的正确性，所以实验步骤如下：
在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用
kJ·mol-1表示。请认真观察下图，然后回答问题。
（1）图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应_______(填“需要”或“不需要”)加热，该反应的△H =________ (用含E1、E2的代数式表示）。
（2）已知热化学方程式：H2(g)＋O2(g) = H2O(g) △H = - 241．8 kJ·mol-1，该反应的活化能为
167．2 kJ·mol-1，则其逆反应的活化能为____________________。
（3）对于同一反应，图中虚线（Ⅱ）与实线（Ⅰ）相比，活化能大大降低，活化分子百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是_________________________。
正确答案
（1）放热；需要；-(E1-E2)kJ·mol-1
（2）409kJ·mol-1
（3）使用了催化剂
汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。汽车尾气中CO、NO2气体在一定条件下可以发生反应:4CO(g)+2NO2(g)
(1)恒温恒容条件下,不能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母,下同)。
A.容器内混合气体颜色不再变化
B.容器内的压强保持不变
C.2v(NO2)逆=v(N2)正
D.容器内混合气体密度保持不变
(2)能使该反应的反应速率增大,且平衡向逆反应方向移动的是 。
A.及时分离出CO2
B.适当升高温度
C.减小容器体积使体系压强增大
D.选择高效催化剂
(3)对于该反应,温度不同(T2＞T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是 。
正确答案
(1)CD (2)B (3)B
(1)恒温恒容下,混合气体颜色不再变化说明NO2浓度不再改变,能说明反应已达平衡;由于该反应是气体分子数减小的反应,容器内的压强保持不变,意味着气体分子总数不再改变,能说明反应已达平衡;2v逆(NO2)=v正(N2)说明反应未达平衡,反应体系中物质全为气体,气体总质量不变,在恒容条件下容器内混合气体密度一直保持不变,故密度不变,不能说明反应已达平衡。(2)分离出CO2导致反应物浓度减小,会使该反应的反应速率减小且平衡向正反应方向移动,A错;因ΔH＜0,升温能使反应速率增大,平衡逆向移动,B对;该反应气体分子数减少,减小容器体积,体系压强增大导致平衡正向移动,C错;催化剂不影响化学平衡,D错。(3)升温,正、逆反应速率应同时增大,A错;升温能使反应速率增大,且由于正向反应为放热反应,升温导致平衡逆向移动,NO2转化率降低,B对;由反应特点可知,增大压强平衡右移,CO的体积分数应该减小,升高温度平衡左移,CO的体积分数应该增大,故C错。
（8分）某化学反应2A (g) 
根据上述数据，完成下列填空：
（1）实验1达到平衡的时间是 min，实验4达到平衡的时间是 min.
（2）C1 C2（填“大于”“小于” “等于”）;C3= mol•L-1
（3）实验4比实验1的反应速率 （填“快”或“慢”），原因是
（4）如果2A (g)
正确答案
（1）40 30 （2）大 大于1.0
（3） 快 实验4的温度比实验1高，温度越高，反应越快
（4）实验1 升高温度平衡向逆方向移动
（1）当反应达到平衡状态后，各种物质的浓度和含量将不再发生变化。根据表中数据可知实验1和实验4在分别反应进行到40min和30min时A的浓度就不再随时间变化而变化，这说明反应已经达到化学平衡状态。
（2）实验1和实验2相比温度相同，起始浓度相同，到达平衡时A的浓度也相同，但到达平衡的时间是实验2用时少，这说明实验2的反应速率大，进行的快，因此1.0－C1＜1.0－C2，所以C1＞C2。因为随着反应的进行，A的浓度逐渐减小，所以反应速率会逐渐减小，即C3－0.92mol/L＞0.92mol/L－0.75mol/lL，所以C2＞1.0mol/L。
（3）实验4的温度要高于实验1的温度，所以反应快。
（4）反应放热，则升高温度平衡向逆反应方向移动，A的转化率降低，所以放出的热量少。
在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H＜0
其化学平衡常数K与温度t的关系如下表，完成下列问题．
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=______；K1______ K2（填“＞”“＜”或“=”）；若增大压强使平衡向正反应方向移动，则平衡常数______（填“变”或“不变”）．
（2）判断该反应达到化学平衡状态的依据是______（填序号）：
A．2VH2（正）=3VNH3（逆）
B．N2的消耗速率等于H2的消耗速率
C． 溶器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
E．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
F．混合气体的颜色保持不变
（3）将不同量的N2和H2分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行上述反应得到如下两组数据：
实验1中以v（NH3）表示的反应速率为______，实验2的速率比实验1快的原因是______；
（4）有人设计采用高性能质子导电材料SCY陶瓷（能传递H+），实现了常压下既能合成氨又能发电的实验装置（如图）．则其正极的电极反应为______．
正确答案
（1）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H＜0，平衡常数计算表达式为=
（2）平衡标志最根本的依据是正反应速率等于逆反应速率，反应混合物中各组分的含量保持不变；
A、速率之比等于系数之比，2VH2（正）=3VNH3（逆），说明氨气的正反应速率等于氨气的逆反应速率，反应达到平衡，故A符合；
B、N2的消耗速率等于H2的消耗速率，只能说明反应正向进行，不能说明反应达到平衡，故B不符合；
C． 溶器内压强保持不变，反应前后气体体积减小，压强不变，说明平衡不变，故C符合；
D．反应体系中 物质质量守恒，体积相同，密度不变，反应进行过程中，平衡状态混合气体的密度保持不变，故D不符合；
E．气体平均摩尔质量=
F．混合气体的颜色保持不变，混合气体是无色混合气体，故F不符合；
故答案为：A、C、E；
（3）实验1中以v（NH3）表示的反应速率=
（4）合成氨的反应为，N2+3H2⇌2NH3．原电池中负极是物质失电子发生氧化反应，正极是物质得到电子发生还原反应，所以正极上发生反应的物质是N2，得到电子与氢离子结合生成氨气；电极反应式为：N2+6e-+6H+=2NH3，故答案为：N2+6e-+6H+=2NH3 ．
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，标况下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）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）
______________。
（4）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）______________。
正确答案
（1）2～3min；因该反应是放热反应，2～3min时温度高
（2）4～5min；因为4～5min时H+浓度小
（3）0.1mol/(L·min)
（4）AB
某些金属及金属氧化物对H2O2的分解反应具有催化作用，请回答下列问题：
（1）已知：2H2O2(aq) =" 2" H2O (l) + O2(g) 的
（2）某同学选用Ag、Pt、Cu、TiO2作为催化剂，在25℃ 时，保持其它实验条件相同，测得生成的O2体积（V）。V与分解时间(t)的关系如图所示（O2的体积已折算成标准状况），则：在不同催化剂存在下，H2O2分解反应的活化能大小顺序是 Ea( ) > Ea( ) > Ea( ) > Ea( ) （括号内填写催化剂的化学式)金属Pt 催化下，H2O2分解的反应速率v(O2) = mol·s-1
（3）为研究温度对H2O2分解速率的影响（不加催化剂），可将一定浓度和体积的H2O2置于密闭容器中，在某温度下，经过一定的时间t，测定生成O2的体积V。然后保持其它初始条件不变，改变温度T，重复上述实验。获得V(O2) ~ T关系曲线。下列趋势图最可能符合实测V(O2) ~ T关系曲线的是 ，原因是 。
正确答案
（1）不能 （1分）
逆反应的
（2）①Ea(TiO2) > Ea(Cu) > Ea(Pt) > Ea(Ag) （2分）
② 8.9×10-7 （2分）
（3）C （2分）
因该反应是不可逆反应，不考虑温度对平衡移动的影响。温度升高反应速率加快，因而经过相同反应时间后测得的O2体积随温度升高而增大 （2分）
（4）H2O2 + 2H+ + 2e- = 2H2O （2分，其它合理答案也给分）
H2O2 - 2e- = O2↑ + 2H+ （2分，其它合理答案也给分）
试题分析：
（1）该反应的逆反应是吸热的反应，并且还是熵减的方向，因此不能自发进行；逆反应的
（2）①从图上可以看出，在同一个时间点上，二氧化钛分解生成的氧气的量少，铜、铂、银依次增多，因此有：Ea(TiO2) > Ea(Cu) > Ea(Pt) > Ea(Ag)
② 反应速率是间位时间内浓度的变化量：8.9×10-7
（3）这个反应不是可逆反应，这个很重要，不考虑温度对平衡移动的影响。温度升高反应速率加快，因而经过相同反应时间后测得的O2体积随温度升高而增大。
（4）H2O2的氧化性及还原性均比H2O强，因此在两极得失电子都是双氧水了：
阴极：H2O2 + 2H+ + 2e- = 2H2O
阳极：H2O2 - 2e- = O2↑ + 2H+
某同学在实验室进行实验研究化学反应速率的影响因素．
（1）研究催化剂对化学反应速率的影响，实验步骤如下：
Ⅰ向3支大小相同的试管abc中加入相同体积（2mL）5%H2O2溶液；
Ⅱ向试管a中加入少量MnO2粉末，向试管b中滴加1～2滴1mol/LFeCl3溶液．得出实验结论：MnO2和FeCl3均能加快H2O2的分解速率，均作催化剂，且前者的催化效率高得多．
①步骤I中分别向3支试管中加入相同体积的溶液的目的是______．
②设计试管c的目的是______．
③若继续用上述实验药品研究温度对H2O2分解速率的影响，为了便于观察，选择的催化剂是______，原因是______．
（2）现提供下列实验用品研究化学反应速率的影响因素．
实验仪器：试管、烧杯、两桶、天平、秒表
实验药品：铝片、铝粉、0.5mol/L盐酸、5mol/L盐酸
①利用所提供实验用品，课研究的化学反应速率的影响因素是______，
为了便于观察，你建议记录的数据是______．
②若要研究温度对化学反应速率的影响，还需用到的主要仪器是______．
设计实验完成温度对化学反应速率的影响，说明实验步骤（文字表述、图示均可）．
正确答案
（1）①步骤I中分别向3支试管中加入相同体积的溶液的目的是控制变量，从而得出正确结论，
故答案为：控制变量；
②只有有对照实验，才能确定影响因素，所以设计试管c的目的是空白对照实验，
故答案为：空白对照实验；
③相同条件下，二氧化锰对双氧水的催化能力较强，反应速率较大，不利于观察反应速率的变化，氯化铁作催化剂反应速率适中，便于观察速率变化，所以选氯化铁，
故答案为：FeCl3，FeCl3作催化剂反应速率适中，有利于观察反应速率的变化；
（2）①根据提供的药品知，盐酸的浓度不同、铝的表面积不同，所以研究的化学反应速率的影响因素盐酸的浓度和铝的表面积，根据v=
故答案为：盐酸的浓度、铝的表面积，反应开始到停止所用的时间；
②测量温度的仪器是温度计，要测定温度对反应速率的影响时，其它条件必须相同，只有温度不同时才能得出正确结论，所以设计步骤如下：在2支大小相同的试管中各装入相同质量铝片，再分别加入相同浓度、相同体积盐酸，将其中一支试管浸入盛有约40℃（或一定温度）的热水的烧杯中，另一支试管浸入盛有约5℃冷水的烧杯中，观察记录对比反应开始到停止所用的时间，
故答案为：温度计，在2支大小相同的试管中各装入相同质量铝片，再分别加入相同浓度、相同体积盐酸，将其中一支试管浸入盛有约40℃（或一定温度）的热水的烧杯中，另一支试管浸入盛有约5℃冷水的烧杯中，观察记录对比反应开始到停止所用的时间．
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