- 影响化学反应速率的因素
- 共7172题
（5分）某实验小组对H2O2的分解做了如下探究：
（1）下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据：
用10ml H2O2制取150ml（标准状况下）O2所需的时间（s）
①该实验小组在设计方案时，考虑了浓度、 、 等因素对H2O2分解速率的影响。
（2）将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入15 ml 5%的H2O2溶液中，并用带火星的木条测试，结果如下：
①写出上述实验中发生反应的化学方程式：
②实验结果表明，催化剂的催化效果与 有关。
正确答案
（1）①温度、催化剂②480
考查外界条件对反应速率的影响
（1）根据表中的实验数据可判断，在设计实验方案时考虑了浓度、温度和催化剂等对反应速率的影响。因为浓度越大，反应速率越快，所以10％的双氧水分解生成相同的氧气时小于的时间要大于15％的双氧水，而小于5％的双氧水，即480
（2）双氧水不稳定，加热分解生成氧气和水，反应式为2H2O2＝2H2O+O2↑。根据实验现象可判断粉末状的催化剂催化效果好，这说明催化剂的催化效果与催化剂的颗粒大小有关系。
某探究小组用金属铝分别与稀盐酸或稀硫酸反应的方法研究金属与不同酸反应的差异及影响反应速度的因素。
实验药品：2.0 mol/L盐酸、4.0 mol/L盐酸、2.0 mol/L硫酸、4.0 mol/L硫酸、相同大小的铝片和铝粉(金属表面氧化膜都已除去)；每次实验各种酸的用量均为50.0 mL，金属用量均为9.0 g。
Ⅰ.甲同学用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应，实验及其现象如下：
请回答下列问题：
(1)写出铝与盐酸反应的离子方程式： 。
(2)反应在1～15min内，铝与盐酸的反应速率逐渐增大，其原因是 。
(3)根据以上探究“铝与稀盐酸和稀硫酸的反应速率存在差异的原因”，你能对原因作出哪些假设或猜想： (写出一种即可)。
Ⅱ.乙同学设计了如下影响反应速率因素的实验。请你根据实验目的帮助该同学完成以下实验设计表：
正确答案
Ⅰ.(1)2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑ (2)反应放出热量，温度升高，使化学反应速率加快 (3)Cl－能够促进金属铝与H＋的反应(或SO42-对H＋与金属铝的反应起阻碍作用) Ⅱ.如下表所示：
注：③中温度填其他合理答案也可
Ⅰ.(2)1～15 min内铝与盐酸的反应速率逐渐增大的原因主要与反应温度有关，因为该反应是放热反应。(3)比较第1组和第2组(相同H＋浓度的盐酸和硫酸)，二者的区别在于阴离子不同，从而导致反应速率差别较大，故可得出有关假设：Cl－能够促进金属铝与H＋反应或SO42-对H＋与金属铝的反应起阻碍作用。Ⅱ.要完成实验设计，必须明确对比实验的目的。因为实验①和②是探究盐酸浓度对该反应速率的影响，故只改变②中盐酸的浓度；实验①和③是探究温度对该反应速率的影响，故只改变③中的反应温度；实验①和④是探究金属规格(铝片、铝粉)对该反应速率的影响，故只改变④中金属铝的形态。
（10分）为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果甲乙两组同学分别设计了如图一、图二所示的实验。
（1）图一可通过观察_____________________________ 现象来定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4改为CuCl2更为合理，其理由是__________________________，
你认为还可以作其他何种改进？ _____________________________________________。
（2）图二可用于定量比较反应的快慢，检查图二装置气密性的方法是 。
利用图二做实验时需测量的数据是 。
正确答案
（10分）(每空2分)
（1）反应产生气泡快慢（或反应完成的先后或试管壁的冷热程度） （2分）
控制阴离子相同，排除阴离子的干扰（2分）
将FeCl3改为Fe2(SO4)3 （2分）
（2）关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位，如回到原位证明气密性良好。（2分）
一定时间内收集到的气体体积或收集一定体积的气体所需要的时间（2分）
(1）比较铁盐和铜盐对H2O2分解的催化效果，就是观察产生气泡的快慢；硫酸铜和氯化铁的酸根离子不同，可能影响实验结果，故将酸根离子改成相同的，可以排除酸根对实验结果的影响，
（2）本装置中活塞是活动的，可通过其拉出与推入来改变装置内部的压强，前提关闭A处活塞。
该反应是通过生成气体的反应速率分析判断的，所以根据v=ΔV/Δt来判知，需要测量的数据是产生40ml气体所需要的时间
将水煤气转化成合成气，然后合成各种油品和石化产品是化工的极为重要的领域。除去水蒸气后的水煤气主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4，继续除去H2S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH4转化成CO，得到CO、CO2和H2的混合气体，是理想的合成甲醇原料气。
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为：C(s)+H2O(g)
①此反应的化学平衡常数表达式为 。
②下列能增大碳的转化率的措施是 。
(2)将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：CH4(g)+3/2O2(g)
①X在750℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
②Y在600℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
③Z在440℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；
已知根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是 (填“X”、“Y”或“Z”)，选择的理由是 。
正确答案
(1)①K=c(CO)c(H2)/c(H2O)
②B、C (2)Z 催化剂效率高且活性温度低
(1)C(s)＋H2O(g)
(2)催化剂对正逆反应速率的改变程度是相同的，Z对反应速率的影响最大，且反应需要的温度最低，有利于提高经济效益
（5分）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（ ）
（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
EF，EF，因该反应是放热反应，这段反应温度高，速率快。AC，降低温度
反正为：Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑
（1）由图示可知，在EF段的斜率最大，即单位时间内产生的气体最多，速率最快。速率由浓度及温度共同影响，本题中氢离子浓度应越来越小，但EF段速率最高的原因只能是反应放热，温度升高所致。
（2）A、C可减小氢离子的浓度，减缓了反应的速率
某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案：
（1）已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，每消耗1molH2C2O4转移_______mol电子。为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥______。
（2）探究温度对化学反应速率影响的实验编号是________(填编号，下同)，可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是________。
（3）实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v(KMnO4)＝________mol·L－1·min－1。
（4）已知实验③中c(MnO4-)～反应时间t的变化曲线如下图。若保持其他条件不变，请在图中画出实验②中c(MnO4-)～t的变化曲线示意图。
正确答案
（1）2 2.5(或5:2) （2）②和③， ①和② （3）0.010
（4）
试题分析：（1）高锰酸钾溶液与草酸反应的化学方程式为：2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 + MnSO4 + 10CO2↑+ 8H2O，反应中C的化合价由+3价升高到+4价，所以每消耗1molH2C2O4转移2mol电子；为了观察到紫色褪去，则KMnO4必须完全反应，从方程式可看出：n(H2C2O4) n(KMnO4)≥5∶2。（2）分析表中数据可看出，②和③两个实验仅温度不同，①和②两个实验仅草酸浓度不同，所以探究温度对化学反应速率影响的实验是②和③，探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验是①和②。（3）用KMnO4溶液表示的平均反应速率为：
某探究小组用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失快慢的方法，研究影响反应速率的因素。实验条件作如下限定：所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择0.010 mol·L-1、0.0010 mol·L-1，催化剂的用量可选择0.5 g、0 g，实验温度可选择298 K、323 K。每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液（0.10 mol·L-1）的用量均为2 mL。
⑴ 请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
⑵ 某同学对实验①和②分别进行了三次实验，测得以下实验数据（从混合振荡均匀开始计时）：
① 实验②中用KMnO4的浓度变化来表示的平均反应速率为 （忽略混合前后溶液的体积变化）。
② 该同学分析上述数据后得出“当其他条件相同的情况下，酸性KMnO4溶液的浓度越小，所需要的时间就越短，亦即其反应速率越快”的结论，你认为是否正确 （填“是”或“否”）。他认为不用经过计算，直接根据表中褪色时间的长短就可以判断浓度大小与反应速率的关系，你认为是否可行 （填“是”或“否”），若不可行（若认为可行则不填），请设计可以直接通过观察褪色时间的长短来判断的改进方法： 。
正确答案
⑴
（各1分，共5分）
⑵① 1.0×10-4 mol·L-1·min-1 （2分）
②否 否 （各1分，共2分）
取过量的体积相同、浓度不同的草酸溶液，分别同时与体积相同、浓度相同的酸性高锰酸钾溶液反应 （2分）
（基本思路错误得0分，思路正确未强调草酸过量扣1分，未强调体积相同扣1分）
（1）考查外界条件对反应速率的影响。要探究温度对该反应速率的影响，则催化剂的量和高锰酸钾溶液的浓度应该是相同的。而要究催化剂对该反应速率的影响，则温度和高锰酸钾溶液的浓度是相同的，所以答案是
（2）①根据实验实验数据可知，第一次实验误差大，实验取第二次实验的数据。反应开始时高锰酸钾溶液的浓度是：
②当其他条件相同的情况下，浓度越大，反应速率越快，所以结论是错误的。由于反应中高锰酸钾的物质的量浓度是不同的，所以是不可行的，正确的做法是取过量的体积相同、浓度不同的草酸溶液，分别同时与体积相同、浓度相同的酸性高锰酸钾溶液反应。
（1）下表为烯类化合物与溴发生加成反应的相对速率（以乙烯为标准）。
据表中数据，总结烯类化合物加溴时，反应速率与C＝C上取代基的种类、个数间的关系： 。
（2）下列化合物与氯化氢加成时，取代基对速率的影响与上述规律类似，其中反应速率最慢的是 （填代号）。
A．(CH3)2C＝C(CH3) 2 B．CH3CH＝CH CH3 C．CH2＝CH2 D．CH2＝CHCl
正确答案
(1)碳碳双键上的烷基取代基越多越有利于加成，有卤素原子不利于加成 (2)D
根据有关数据可判断，碳碳双键上的烷基取代基越多越有利于加成，但有卤素原子时不利于加成。
（2）根据（1）中但结论可知，选项D是最慢的。答案选D。
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）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是________________
（2）实验室中现有Na2SO4、CuCl2、MgSO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4
溶液起相似作用的是________；
（3）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)
（4）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 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） 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 (2分)
（2） CuCl2、（1分）
（3）升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、或增加锌的比表面积等(2分)
（4）①30 10 17.5 （3分）
②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H2SO4溶液的接触面积（2分）
试题分析：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，因此能起到相似作用的应该是含有铜离子的，所以为氯化铜。影响化学反应速率的因素有，温度，催化剂，浓度，压强，反应物的接触面积。AB应比较的是硫酸铜溶液对该反应的影响。因此硫酸的量应与A的相同，所以V1=30 据表格可知，CDEF应该是呈两倍的关系递增，所以V6="10" 。从图表可知饱和硫酸铜的体积与水的体积之和应为20毫升。所以V9应为20减去2.5等于17.5. ：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主要是由于当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积
(9分)在室温下，将表面积相同、纯度相同、体积也相同的同种锌片分别投入lOOmL、O.1mol／L的稀硫酸和0.2mol／L的稀盐酸中，仔细观察后发现，两者反应速率有明显差异，投入到稀硫酸中的锌表面产生的气泡没有投人到稀盐酸中的快。大家分析、讨论后认为产生这一现象的原因可能有两个：氯离子对反应起了正的催化作用，即氯离子加快了反应；
另一种可能是硫酸根离子对反应起了负催化作用，即硫酸根离子阻碍了反应的进行。持前一种观点的三位同学设计实验并根据实验现象认为均证实了自己的推论是正确的，他们的实验方案和实验现象分别是：
甲：在室温下，将表面积相同、纯度相同、体积也相同的同种锌片投人lOOmL0.1mol/L的稀硫酸中，并加入适量氯化钠固体，发现反应速率加快；
乙：在室温下，将表面积相同、纯度相同、体积也相同的同种锌片投入lOOmLO.1mol/L的稀硫酸中，并加入适量氯化锌固体，发现反应速率加快；
丙：在室温下，将表面积相同、纯度相同、体积也相同的同种锌片投人lOOmLO.1moL/L的稀硫酸中，并加入适量氯化钡固体，发现反应速率加快；
请你对三位同学的实验方案作出评价，他们能否得出“氯离子对反应起了正的催化作用”的结论，并简要说出弹由．
甲：________;____________________________________________________________
乙：________;____________________________________________________________
丙：________;____________________________________________________________
正确答案
（9分，结论1分，理由2分）
甲：不能，因为可能是钠离子起了正催化作用；
乙：能，因为反应中均有锌离子生成，因此可以排除锌离子干扰，反应速率加快只能是氯离子起了正催化作用；
丙：不能，因为适量钡离子沉淀了硫酸根，反应速率加快也可能是因为排除了硫酸根离子的阻碍作用。
①由于甲加入的是氯化钠，从而引入了钠离子，而钠离子也可能起了正催化作用，所以甲同学的结论是错误的。
②乙同学的结论是正确的，因为反应中均有锌离子生成，因此可以排除锌离子干扰，反应速率加快只能是氯离子起了正催化作用。
③在丙中由于生成硫酸钡沉淀，因此反应速率加快也可能是因为排除了硫酸根离子的阻碍作用而导致的。
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