- 影响化学反应速率的因素
- 共7172题
某实验小组在进行双氧水分解的实验时发现:大家取相同体积、不同浓度的双氧水及不同质量的二氧化锰进行的实验,产生气体的速率都不相同,那么过氧化氢分解的最佳催化条件是什么呢?他们决定进行探究.
(1)用下列简图,在方框中画出实验装置(含试剂)示意图.
(2)小组经过实验,取得如下数据:
(说明:表中X是二氧化锰的质量;Y是指反应停止时的时间;Z是双氧水的含量) 分析表中数据回答下列问题:
①相同浓度的双氧水的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________.
②从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择,理由是_____________________.
③该小组的小茂同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确________,理由是_________________. (提示:可比较相同体积的3.0%与1.5%的双氧水中所含溶质的倍数大小与二者反应结束所用时间的倍数大小作出比较)
正确答案
(1)
(2)①加快
②0.3 ;用0.1 g催化剂的反应速率明显小于用0.3 g和0.5 g催化剂的反应速率,用0.5 g催化剂和用0.3 g催化剂的反应速率及反应时间相差不多,但用0.3 g催化剂节约药品
③不正确 ;从表中数据可知,相同体积3.0%的双氧水中的溶质含量是1.5%的二倍,但反应的时间却比其反应时间的二倍小得多,由反应速率计算公式(v=Δc/Δt)可得出,此实验条件下双氧水的浓度越大分解速率越快
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,试探究有关因素对该降解反应速率的影响。实验中控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(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)。
(2)实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如下图所示。
a.请根据上图实验①曲线,计算降解反应在50-300s内的平均反应速率v(p-CP) =__________,以及300s时p-CP的降解率_____________。
b.实验①②表明温度升高,降解反应速率__________。
c.实验③得出的结论是:pH=10时,______________________。
(3)可通过反应Fe3++SCN-Fe(SCN)2+来检验反应是否产生铁离子。已知在一定温度下该反应达到平衡时c(Fe3+)=0.04mol·L-1,c(SCN-)=0.1mol·L-1,c[Fe(SCN)2+]=0.68mol·L-1。则此温度下该反应的平衡常数K=_________。
正确答案
(1)②313;3;6.0;0.30;③探究pH对降解速率的影响
(2)a.4.8×10-6 mol·L-1·s-1;80%;b.增大;c.降解速率为零
(3)170
某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化
(1)氨催化氧化的化学方程式为___________________。
(2)加热玻璃管2一段时间后,挤压1中打气球鼓入空气,观察到2中物质呈红热状态;停止加热后仍能保持红热,该反应是_________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体,装置3应装入_________;若取消3,在4中仅观察到大量白烟,原因是___________________。
(4)为实现氨催化氧化,也可用装置5替换装置_________(填装置代号);化合物X为_________(只写一种),Na2O2的作用是___________________。
正确答案
(1)4NH3+5O24NO+6H2O
(2)放热
(3)浓H2SO4;生成的NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3,NH3与HNO3反应生成了
NH4NO3(4)1;NH4Cl;与HCl反应生成氧气(合理答案均可)
某研究性学习小组研究外界因素对反应速率的影响。下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据
分析上述数据,回答下列问题:
(1)实验1和2表明,____________对反应速率有影响,____________反应速率越快。
(2)实验1和4的研究的是____________对反应速率的影响。
(3)实验1和3研究的是____________对反应速率的影响,实验表明____________,反应速率加快。
(4)本实验中影响反应速率的其他因素还有____________,其实验序号是____________。
(5)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近,推测其原因:________________________。
正确答案
(1)固体的表面积;固体表面积越大
(2)反应物浓度
(3)温度;温度升高
(4)催化剂;4和5
(5)金属质量相等,硫酸过量,反应放出的热量相同
某同学在用稀盐酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量氯化铜溶液可加快氢气的生成速率。
请回答下列问题:
(1)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);
(2)实验室中现有NaCl、CuSO4、FeCl2、ZnCl2等4种溶液,可与实验中CuCl2溶液起相似作用的是
_______________________________;
为了进一步研究氯化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粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
(3)请完成此实验设计,其中:V1=_________,V6=_________,V9=_________;
(4)该同学最后得出的结论为:当加入少量CuCl2溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的
CuCl2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)升高反应温度、适当增加盐酸的浓度(或:增加锌粒的表面积)
(2)CuSO4(3)①V1=60;V6=20;V9=35
(4)当加入一定量的CuCl2后,生成的单质铜会沉积在Zn的表面降低了Zn与溶液接触的表面积
“碘钟”实验中,3I-+ S2O32- = I3-+2SO42-的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,
t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验,得到数据如下表
回答下列问题:
(1)该实验的目的是___________。
(2)显色时间t1=____________
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为__________(填字母)。
A.<22s B.22-44s C.>44s D.数据不足,无法判断
(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是_________________。
正确答案
(1)研究反应物I-与S2O32-的浓度对反应速率的影响
(2)29.3s
(3)A
(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)
(1)课本设计了如图一所示实验,其目的是通过比较H2O2的分解速率来比较____________________,可通过观察_____________________________来定性比较。有同学提出将CuSO4改为CuCl2更为合理,其理由是_______________________________________________________。
(2)已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。
①针对上述实验现象,某同学认为KMnO4与H2C2O4反应是放热反应,导致溶液温度升高,反应速率加快.从影响化学反应速率的因素看,你的猜想还可能是_____的影响。
②若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外,还需要选择的试剂最合理的是_____
A.硫酸钾
B.硫酸锰
C.水
D.氯化锰
正确答案
(1)FeCl3和CuCl2对H2O2分解的催化效果;气体产生的快慢(或用带火星的木条试验,复燃的先后);排除SO42-和Cl-不同所产生的影响
(2)催化剂(或硫酸锰或Mn2+的催化作用);B
某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了如下实验探究。
(1)下表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据:
用10mL H2O2制取150mLO2所需的时间(秒)
①该研究小组在设计方案时。考虑了浓度、__________________等因素对过氧化氢分解速率的影响。
②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个,说明该因素对分解速率有何影响___________________________。
(2)将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入到5mL 5%的双氧水中,并用带火星的木条测试。测定结果如下
①写出H2O2发生的化学反应方程式___________________________。
②实验结果说明催化剂作用的大小与_______________有关。
正确答案
(1)①温度、催化剂;② 升高温度化学反应速率增大(或加催化剂化学反应速率增大)
(2)①2H2O22H2O+O2↑;②催化剂的聚集状态或表面积
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)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______________________________;
(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是____________________________ ;
(4)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);
(5)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粒的反应瓶中,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=ZnSO4十Cu、Zn+ H2SO4= ZnSO4十H2↑
(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn微电池,加快了氢气产生的速率
(3)Ag2SO4 (4)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(答两种)
(5)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
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NH的浓度在增大,Fe2+的浓度却没有增大,可能的原因是______________________________________。
(3)该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+NO+10H+=2Fe+NH+3H2O;生成Fe的水解(或和溶液中的OH-结合)
(3)温度;铁粉颗粒大小
(4)
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