- 影响化学反应速率的因素
- 共7172题
亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液里反应的化学方程式是: Na2SO3+KIO3+H2SO4→Na2SO4+K2SO4+I2+H2O(未配平).
(1)其中氧化剂是____,若反应中有5mol电子转移,则生成碘是____ mol。
该反应过程和机理较复杂,一般认为分为以下几步:
①IO3-+SO32-→IO2-+SO42-(慢)
②IO2-+SO32-→IO-+SO42-(快)
③5I-+6H++IO3-→3I2+3H2O(快)
④I2+SO32-+H2O→2I-+SO42-+2H+(快)
(2)根据上述条件推测,此反应的总的反应速率由____步反应决定。
(3)若预先加入淀粉溶液,由题述看必在____离子消耗完时,才会有淀粉变蓝的现象产生。
正确答案
(l)KIO3; 0. 5
(2)①
(3)SO32-
钢铁工业是国家工业的基础,钢铁制品在生产生活中有着广泛的应用。
(1)钢材厂家在对钢材进行加工前往往要除去钢材表面的氧化物(如铁锈等),一种常见的方法是利用硫酸进行处理。下列操作可以加快除去氧化物速率的是_______________(选填字母编号);
A.用98.3%的浓硫酸 B.用中等浓度的硫酸 C.适当地提高温度 D.加少许铜屑
(2)生产中也可用盐酸来除铁锈,现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生化合反应的化学方程式是_______________________;
(3)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀,装置如图所示,请回答
① 若电镀前铁、铜两电极的质量相等,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为
5.12g,则电镀过程中电路中通过的电子的物质的量是________________,
② 镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因_______________________________。
正确答案
(1)BC
(2)2FeCl3+Fe==3FeCl2
(3)①0.08mol;②铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀速率
在一定温度下,在一个容积为2L的密闭容器中,二氧化硫和氧气发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ;△H=-196.6kJ·mol-1 在反应进行至10min和20min时,改变了影响反应的一个条件,反应进程如图所示。
(1)前10min正反应速率变化趋势是_____________(填增大、减小或不变)前15min平均反应速率用SO3浓度变化可表示为:____________________。
(2)在如图所示的反应进程中,表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是________________。
(3)据图判断:10min时改变的反应条件可能是____________(填写编号,下同); 20min时改变的反应条件可能是____________。
a.加了催化剂 b.缩小容器体积 c.降低温度 d.增加O2的物质的量
正确答案
(1)减小;0.04/30mol·L-1·min-1(2)15~20min,25~30min
(3)ab;d
25 ℃时,在体积为2 L的密闭容器中,气态A、B、C的物质的量n随时间t的变化如图1所示,已知达到平衡后,降低温度,A的转化率将增大。
(1)根据图1数据,写出该反应的化学方程式:__________________。此反应的平衡常数表达式K=___,从反应开始到第一次平衡时的平均速率v(A)为___。
(2)在5~7 min内,若K值不变,则此处曲线变化的原因是__________。
(3)如图2表示此反应的反应速率v和时间t的关系图,各阶段的平衡常数如表所示。K1、K2、K3、K4之间的关系为________(用“>”、“<”或“=”连接)。A的转化率最大的一段时间是________。
正确答案
(1)A(g)+2B(g)2C(g)(不写物质的状态也可)
0.05 mol·L-1·min-1
(2)增大压强(或缩小容器体积)
(3)K1>K2=K3=K4 t2~t3
(1)由图1中曲线变化情况可知:A和B是反应物,C是生成物,再由物质的量的变化值可得化学计量数之比。(2)已知反应达平衡后,降低温度,A的转化率将增大,说明正反应是放热反应。在5~7 min内,K值不变,说明平衡移动不是由温度变化引起的,因此此处改变的条件只能是增大压强。(3)根据速率—时间图像分析,t3时改变的条件是升温,t5时改变的条件是使用催化剂,t6时改变的条件是减压,因此有K1>K2=K3=K4。由于t3、t6时条件的改变均导致化学平衡逆向移动,因此A的转化率最大的一段时间是t2~t3。
现甲、乙两化学小组安装两套如下相同装置,用以探究影响H2O2分解速率的因素。
(1)仪器a的名称______;检查装置气密性的操作为______。
(2)MnO2催化下H2O2分解的化学方程式是______。
(3)甲小组有如下实验设计方案,请帮助完成(所有空均需填满)。
⑷甲、乙两小组得出如图数据。
①由甲组实验II得出的数据可知:浓度越大,H2O2分解速率______;
②由乙组研究的酸、碱对H2O2分解影响因素的 数据分析:相同条件下,Na2O2和K2O2溶于水放出气体速率较快的是______;乙组提出可以用BaO2固体与H2SO4溶液反应制H2O2,其化学反应方程式为______;支持这一方案的理由是____________。
正确答案
(14分)(1)锥形瓶(1分)将注射器活塞固定,向分液漏斗中注入适量蒸馏水,打开分液漏斗活塞,如果分流漏斗颈部能形成稳定的水柱,说明装置气密性良好,反之则气密性差。(或关闭分液漏斗活塞,加热锥形瓶,如果注射器活塞外移,停止加热后注射器活塞回到原来位置,则说明气密性良好,反之则气密性差。或关闭分液漏斗活塞,用力将注射器活塞外移,停止用力后注射器活塞回到原来位置,则说明气密性良好,反之则气密性差。)(2分其他合理答案也给分)(2)2H2O22H2O+O2↑(2分)(3)
(各1分,共2分)(4)①越快(1分)②K2O2(2分)BaO2+H2SO4=BaSO4↓+H2O2(2分)制备H2O2的环境为酸性环境,H2O2分解速率较慢(2分)
试题分析:(1)检查装置气密性可用加水法或加热法或抽气法。
(3)实验I和IIH2O2浓度不同,实验目的是探究浓度对速率的影响,所以II也只能加3滴氯化铁溶液。
(4)①由图像可看出甲组实验II斜率大,完全放出氧气所用时间少,反应速率快,所以过氧化氢浓度越大,反应速率越快。②碱性条件下过氧化氢分解速率比酸性条件下过氧化氢分解速率快,过氧化钾溶于水生成的KOH比过氧化钠溶于水生成的氢氧化钠碱性强,过氧化钠和过氧化钾溶于水放出氧气速率较快的是过氧化钾;过氧化钡与硫酸生成硫酸钡和过氧化氢,酸性条件下过氧化氢分解速率较慢,可以用该反应制备过氧化氢。
阅读下列文字,填写文中带圈的数字后面的空白:某同学发现,纯度、质量、表面积都相同的两铝片与
c(H+)浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大,铝与盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。
(1)该同学认为:由于预先控制了反应的其他条件,那么,两次实验时反应的速率不一样的原因,只有以下五种可能:
原因Ⅰ:Cl-对反应具有促进作用,而SO42-对反应没有影响;
原因Ⅱ:①______________________;
原因Ⅲ:Cl-对反应具有促进作用,而SO42-对反应具有阻碍作用;
原因Ⅳ:Cl-、SO42-均对反应具有促进作用,但Cl-影响更大;
原因Ⅴ:②______________________。
(2)该同学取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片,分别放入到盛有同体积.c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中:
1.在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体,观察反应速率是否变化;
2.在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体,观察反应速率是否变化。
若观察到实验1中③______________________,实验2中④______________________,则说明原因Ⅲ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象,得出了结论:Cl-对反应具有加速作用。
(3)为了使实验“定量化”。使结果更精确,可以对实验进行如下改进:
1.配制c(H+)相同的稀盐酸和稀硫酸:现有浓度为1mol·L-1的盐酸和密度为1.225g·cm-3.质量分数为
20%的硫酸,若要准确量取该硫酸20.00mL,需要用⑤___________________(填仪器名称);将量取的硫酸配制成c(H+)=1mol·L-1的溶液,可得溶液的体积为⑥______________________。配制溶液时还需要用到的玻璃仪器有⑦______________、烧杯、胶头滴管和量筒等。
2.比较反应速率:反应时间可以用秒表测定。如果要对上述实验中的反应速率进行比较,可以通过测定哪些物理量来确定?要求回答一种即可。⑧______________________。
正确答案
(1)①Cl-对反应没有影响,而SO42-对反应具有阻碍作用;②Cl-、SO42-均对反应具有阻碍作用,但
Cl-影响更小(或SO42-影响更大)
(2)③反应速率加快;④反应速率减慢
(3)⑤酸式滴定管;⑥100mL;⑦100mL容量瓶、玻璃棒;⑧消耗完相同质量的铝片需要的时间(或相同的时间内消耗铝片的质量){或相同的时间里收集到的氢气的体积(或者收集相同体积的氢气所消耗的时间)}(答案合理即可)
已知锌与稀硫酸反应为放热反应,某学生为了探究其反应过程中的速率变化,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下:
反应速率最大的(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min)时间段为 。原因是 。
②反应速率最小的时间段为 ,原因是
(2)另一学生也做同样的实验,由于反应太快,测量氢气的体积时不好控制,他就事先在硫酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率。
A.蒸馏水 B.CuCl2溶液 C.NaCl溶液
你认为他的做法可行的是 (填相应字母);做法不可行的是 (填相应字母),做法不可行的理由是 。
正确答案
(1)①2~3min 该反应是放热反应,此时温度高,H+浓度大
②4~5min 此时H+浓度小
(2)A、C; B; Zn 置换出Cu,形成Cu—Zn原电池,使反应更快
试题分析:温度越高,反应速率越快;离子浓度越小,反应速率越慢;增大固体接触面积,反应速率加快,硫酸溶液中加入等体积的NaCl溶液,相当于加水将硫酸稀释,所以氢离子浓度减小,据此可以解答。
(1)①根据表中数据可知,0~1、l~2、2~3、3~4、4~5min各时间段生成氢气的体积分别为30、90、160、70、20,可以看出反应速率最大的是2~3min。这是由于锌与稀硫酸反应为放热反应,随反应的进行,温度越来越高,反应速率加快。
②反应速率最小的时间段为4~5min,这是由于随着反应的进行,氢离子浓度越来越小,反应速率越来越慢。
(2)选项A中在硫酸溶液中加入等体积的蒸馏水,相当于加水将硫酸稀释,所以氢离子浓度减小,反应速率减慢,故A正确;选项B中加入氯化铜溶液,锌置换出铜,形成Cu—Zn原电池,使反应速率更快,B不正确;选项C主事先在硫酸溶液中加入等体积的NaCl溶液,相当于加水将硫酸稀释,所以氢离子浓度减小,反应速率减慢,故C正确。
点评:该题是中等难度的试题,也是高考中的常见题型,有利于培养学生规范严谨的实验设计能力,有助于提升学生的学科素养,提高学生的应试能力。该类试题主要是以实验基本操作为中心,通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确性及灵活运用知识解决实际问题的能力。
(8分)“碘钟”实验中,3I-+S2O42-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,得到的数据如下表:
回答下列问题:(1)该实验的目的是 。
(2)显色时间t2= 。
(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.<22.0s B.22.0~44.0s C.>44.0s D.数据不足,无法判断
(4)通过分析上表数据,得出的结论是
正确答案
(1)研究反应物I-与S2O82-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)观察表格数据:进行了5组实验,随c(I-)、c(S2O82-)的不同,反应所需的时间不同,故该实验的目的是研究反应物I-与S2O82-的浓度对反应速率的影响;
(2)比较①、②、⑤三组实验数据:c(S2O82-)相同,c(I-)增大两倍,反应所需的时间就减小两倍,则c(I-)增大三倍,反应所需的时间就减小三倍,故t1=88.0/3=29.3s;
(3)升温,反应速率加快,则反应所需的时间减少,故t2<22.0s;
(4)由①、②、⑤,得:反应时间与c(I-)成反比、反应速率与c(I-)成正比,由②、③,得:反应时间与c(S2O82-)成反比、反应速率与c(S2O82-)成正比,故得到的结论是化学反应速率与反应物起始浓度乘积成正比显色时间与反应物起始浓度乘积成反比;
(12分)影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。他们利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5mol/L、2mol/L、18.4mol/L),设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
(1)甲同学研究的实验报告如下表:
该同学的实验目的是研究 对化学反应速率的影响;根据控制变量法,要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是保持 条件相同。
(2)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用右图装置进行定量实验。
完成该实验应选用的实验药品是
;应该测定的实验数据是 。
正确答案
(共12分)
(1)反应物本身的性质;温度;(每空2分)
(2)Mg(或Fe)、0.5mol/L硫酸和2mol/L硫酸;(6分)
测定一定时间产生气体的体积(或者测定一定体积的气体所需时间);(2分)
略
催化剂在生产和科技领域起到重大作用。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:如图甲可通过观察 ,定性比较得出结论。同学X观察甲中两支试管产生气泡的快慢,由此得出Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,其结论________(填“合理”或“不合理”),理由是______________________。
(2)定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40 mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是 。
(3)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
①实验时放出气体的总体积是 mL。
②放出1/3气体所需时间为 min。
③计算H2O2的初始物质的量浓度_____________。 (请保留两位有效数字)
④A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为_____>____>____>____。
⑤ 解释④反应速率变化的原因 ___ _____。
正确答案
(共14分)
(1)产生气泡的快慢(2分), 不合理(2分) 阴离子种类不同(2分)
(2)产生40mL气体所需的时间(1分)
①60 mL (1分); ②1 min (1分) ;③ 0.11 mol·L-1(2分);
④D>C>B>A (1分); ⑤随着反应的进行,浓度减小,反应速率减慢 (2分)
试题分析:(1)甲中催化剂不同,则可以通过产生气泡的快慢定性比较得出结论。由于加入的盐中阴离子不同,所以不能通过观察甲中两支试管产生气泡的快慢,得出Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果。
(2)要比较外界条件对反应速率的影响,则需要测定产生40mL气体所需的时间来进行定量测定和计算。
(3)①根据图像可知,实验时放出气体的总体积是60ml。
②放出1/3气体大约是20ml,所需时间为1min。
③最终生成氧气的体积是60ml,物质的量是0.06L÷22.4L/mol=0.0027mol
双氧水分解的方程式是
2H2O2=2H2O+O2↑
2mol 1mol
0.0054 0.0027
所以双氧水的浓度是0.0054mol÷0.05L=0.11 mol·L-1
④反应速率越快,斜率越大,则A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为D>C>B>A。
⑤由于随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,反应速率减慢。
点评:该题是中等难度的试题,试题基础性强,在注重对学生基础知识巩固和训练的同时,侧重对学生能力的培养。有利于培养学生规范严谨的实验设计能力,有助于提升学生的学科素养。解答时须理清化学反应速率与催化剂间的关系以及速率与图象间的关系。
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