- 影响化学反应速率的因素
- 共7172题
影响化学反应速率的因素很多。在下列事实中,影响反应速率的外界条件分别为:
(1)夏天的食品易霉变,冬天不易发生该现象 ;
(2)在5﹪的H2O2溶液中加入1滴~2滴1mol∕LFeCl3溶液,很快产生气体 ;
(3)工业上常将固体燃料粉碎,以提高燃烧效率 ;
(4)硫在氧气中比在空气中燃烧更快 ;
(5)工业合成氨通常要在高压下进行 。
正确答案
(每空2分)(1)温度 (2)催化剂 (3)反应物固体表面积 (4)浓度 (5)压强
试题分析:(1)夏天温度高,食物的腐烂速度加快。
(2)在双氧水的分解反应中氯化铁起到催化剂的作用。
(3)增大固体的接触面积可以加快反应速率。
(4)增大反应物的浓度可以加快反应速率。
(5)有气体参加的化学反应,增大压强可以加快反应速率。
点评:该题是高考中的常见题型,属于常识性知识的考查。试题贴近高考和生活,紧扣教材,注重答题的灵活性,有利于调动学生的学习兴趣,提高学生的应试能力。该题的关键是明确外界条件是如何影响反应速率的以及适用范围,然后结合题意灵活运用即可。
(8分)在锌与盐酸反应的实验中,某学生得到的结果如下表所示:
(1)t1= s。
(2)根据表中数据得出关于温度影响反应速率的结论是 。
(3)t1 t4(填“>”、“<”、“=”),原因是 。
(4)t2 t3(填“>”、“<”、“=”),原因是 。
正确答案
略
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的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量锌粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
其中:V1= ,V6 ,V9= 。
正确答案
(1)CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(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(答两种即可)
(3) 30 ; 10 ; 17.5
试题分析:(1)锌能和硫酸铜溶液发生置换反应生成铜,从而构成铜锌原电池,加快反应速率,则有关氟方程式是CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
(2)影响反应速率的因素还有温度、浓度以及表面积等,所以还可采取的措施有升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。
(3)要探究外界条件对反应速率的影响,则只能是改变1个变量。根据表中数据可知,变化的是硫酸铜和水的体积,稀硫酸的体积使不变的,则V1=30ml。溶液的硫酸铜和水的体积之和是20ml,所以V6=20ml-10ml10ml,V9=20ml-2.5ml=17.5ml。
点评:该题是中等难度的试题,侧重对学生实验探究能力的培养,有利于培养学生的逻辑推理能力和规范严谨的实验设计能力。也有助于调动学生的学习兴趣,激发学生的学习积极性。
(12分)科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
H="-92.4" kJ/mol,该反应的能量变化如图所示。
①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②将0.3 mol N2和0.5 mol H2充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下达到平衡,测得容器内气体压强变为原来的,此时H2的转化率为 (计算出结果);欲提高该容器中H2的转化率,下列措施可行的是 (填选项字母)。
(2)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应:
2N2(g)+6H2O(1) 4NH3(g)+3O2(g)
H="+1530" kJ/mol
又知:H2O(1)=H2O(g) H="+44.0" kJ/mol
则2N2(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+3O2(g)
H = kJ/mol,该反应的化学平衡常数表达式为K= ,控制其他条件不变,增大压强,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
正确答案
(1)①减小②30% AD (2) +1266 c3(O2) c4(NH3)/ c2(N2) c6(H2O) 不变
试题分析:(1)①催化剂能降低正逆反应的活化能,在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是减小。②根据三行式计算;设发生反应的氮气的物质的量为x
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始物质的量(mol)0.3 0.5 0
转化物质的量(mol)x 3x 2x
平衡物质的量(mol)0.3—x 0.5—3x 2x
根据题意及阿伏加德罗定律知,(0.8—2x)/0.8 =7/8,解得x=0.05mol,H2的转化率为0.15/0.5×100%=30%;欲提高该容器中H2的转化率,A.向容器中按原比例再充入原料气,相当于增大压强,合成氨的反应平衡正向移动,氢气的转化率增大,正确; B.向容器中再充入一定量H2,氢气的转化率降低,错误;C.改变反应的催化剂,平衡不移动,氢气的转化率不变,错误;D.液化生成物分离出氨,平衡正向移动,氢气的转化率增大,正确,选AD。 (2)已知:①2N2(g)+6H2O(1) 4NH3(g)+3O2(g) △H="+1530" kJ/mol②H2O(1)=H2O(g) △H="+44.0" kJ/mol,根据盖斯定律:①—②×6得
2N2(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+3O2(g) △H =+1266kJ/mol;根据该反应的化学方程式及化学平衡常数的定义知,该反应的化学平衡常数表达式为K=c3(O2) c4(NH3)/ c2(N2) c6(H2O);影响化学平衡常数的外界条件为温度,控制其他条件不变,增大压强,K值不变。
(8分)用纯净的块状的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体,请回答:
(1)实验过程如右图所示,分析判断:______段化学反应速率最快,_______段收集的二氧化碳气体最多。
(2)上述反应中,A g块状碳酸钙跟足量盐酸反应,反应物消耗的质量随时间的变化曲线由实线表示,在相同的条件下,将B g (A>B)粉末状碳酸钙与足量的同浓度盐酸反应,反应物消耗的质量随时间的变化曲线由虚线表示。则最符合实际情况的图像是________
(3)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 C.硝酸钾溶液 D.浓盐酸 E.降温 F加入MnO2
正确答案
(1)EF;EF (2) C (3)ACE
反应速率越大,反映在图像上其斜率就越大,所以是EF段。根据纵坐标生物差值不难判断,也是EF段最多。反应物的接触面积越大,反应速率越快,即斜率越大。因为A大于B,所以后者收集的气体要少,即选项C正确。降低反应物的浓度可以减缓反应速率,硝酸钾溶液虽然不参与反应,但相当于增大溶液的体积,反应速率降低,同样降低温度,也会降低反应速率,所以正确的答案是ACE。
(3分)在一定温度下,A、B能在溶液中发生反应生成C和D:A+B=C+D
a将0.2 mol/L A溶液和0.2 mol/L B溶液各20ml混合
b将0.5 mol/L A溶液和0.5 mol/L B溶液各50ml混合
c将1mol/L A溶液和1mol/L B溶液各10ml混合同时倒入30ml蒸馏水
d将1 mol/L A溶液20ml和1.2 mol/L B溶液60ml混合
反应开始时,反应速率由大到小的顺序是_______________________
正确答案
d>b>c>a
考查浓度对反应速率的影响:浓度越大,反应速率越快,与溶液的体积无关
a、A、B的浓度均为0.1mol/L
b、A、B的浓度均为0.25mol/L
c、A、B的浓度均为0.20mol/L
d、A、B的浓度分别为0.25mol/L、0.9mol/L
故反应开始时,反应速率由大到小的顺序是d>b>c>a
某学生为了探究Zn与盐酸反应过程中的速率变化,在100mL稀盐酸中加入足量的Zn粉,用排水集气法收集反应放出的H2,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 ,你认为原因是 。
(2)4~5 min时间段的反应速率最小,你认为原因是 。
(3)求2~3 min时间段内以盐酸的浓度变化来表示的反应速率(假设溶液体积保持不变)V(HCl)= 。
(4)如果反应太剧烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,在盐酸中分别加入下列物质:
A.H2O B.NaCl溶液 C.Na2CO3溶液 D.Cu粉 E.CuSO4粉末
你认为可行的是(填编号) 。
正确答案
(1) 2~3,Zn与盐酸反应放热,温度越高,反应速率越大 (2)H+浓度变小。
(3)0.1mol·L-1·min-1。 (4)A、B
试题分析:(1)对于有气体产生的化学反应速率可以用相同的时间内产生氢气的多少或产生相同体积的氢气的时间的长短来表示。由时间与速率的关系表格可以看出在2~3min时反应速率最大。原因是在开始时尽管HCl的浓度大,但是反应的温度低,所以速率慢,由于Zn与盐酸反应放热,是反应溶液的温度升高,温度越高,反应速率越大。当反应进行一段时间后影响速率的主要因素是溶液的浓度,由于这时反应物的浓度逐渐变稀,所以速率又逐渐减小。(2)4~5 min时间段的反应速率最小,主要原因是这时影响化学反应速率的主要因素是HCl的浓度,这时HCl电离产生的H+浓度变小。(3)在2~3 min时间段内n(H2)="0.112L÷22.4L/mol=0.005mol,Δc(HCl)=" ="0.005mol×2÷0.1L=0.1mol/(L·min)." (4)如果反应太剧烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,在盐酸中分别加入下列物质:A.H2O对溶液起稀释作用,由于n(H+)不变,所以物质的量不变,但是由于浓度减小,所以速率减小。正确。B.NaCl溶液中的水对溶液起稀释作用,由于n(H+)不变,所以物质的量不变,但是由于浓度减小,所以速率减小。正确。C.Na2CO3溶液,会发生反应:Na2CO3+ 2HCl=2NaCl+H2O+ CO2↑,消耗了HCl,所以速率减小,产生氢气的物质的量也减小。错误。D.Cu粉,Zn、Cu和HCl构成原电池,化学反应速率大大加快,错误。E.CuSO4粉末,首先发生反应:CuSO4+Zn="Cu+" ZnSO4,产生的Cu及未反应的Zn和HCl构成原电池,大大加快反应速率。错误。
(8分),为了研究MnO2与双氧水(H2O2)的反应速率,某学生加入少许的MnO2粉末于 50 mL密度为1.1g∙cm-3的双氧水溶液中,通过实验测定:在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如右图所示。请依图回答下列问题:
(1)实验时放出气体的总体积为_________。
(2)放出一半气体所需要的时间为_________。
(3)ABCD四点化学反应速率的由快到慢顺序为_________。
(4)在5min后,收集到的气体体积不再增加,原因是 _________。
正确答案
(1) 60ml ;(2) 1min ;(3) D>C>B>A ;(4)此时双氧水已经完全分解
(1)根据图像可知,当气体的体积达到60ml时,就不再发生变化,所以实验时放出气体的总体积是60ml。
(2)当反应中生成3ml气体时,所用的时间是1min。
(3)反应速率越大,反映在曲线上,斜率就越大,所以ABCD四点化学反应速率的由快到慢顺序为D>C>B>A。
(4)5min后,收集到的气体体积不再增加,这说明反应物双氧水已经完全分解,不再产生氧气。
(9分)为比较Fe3+、Cu2+和MnO2对H2O2分解反应的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙、丙所示的实验。请回答相关问题:
(1)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)同学Y利用乙装置,测定相同时间内产生气体的体积,从而探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果。试回答下列问题:
①仪器A的名称是________。
②除了必要的试剂和图乙所示的仪器外,还有一样不能缺少的实验用品是___________。
③实验时组装好装置乙,关闭A的活塞,将注射器活塞向外拉出一段。这一操作的实验目的是_______________________。
④测定气体体积时,是否需要事先排除乙装置内的空气________(填“需要”或“不需要”)。
(3)同学Z利用丙装置探究MnO2对H2O2分解的催化效果。将50 mL 双氧水一次性加入盛有0.10 mol MnO2粉末的烧瓶中,测得标准状况下由量气管读出气体的体积[V(量气管)]和
时间(t/min)的关系如图所示。
①实验时放出气体的总体积是________mL。
②b________(填“大于”、“小于”或“等于”)90 mL。
③同学Z除了探究MnO2对H2O2分解速率的影响情况,
还可得出________对H2O2分解速率的影响情况。
正确答案
略
在密闭容器里,通入x mol H2和y mol I2 (g),改变下列条件,反应速率将如何改变?(填“增大”“减小”或“不变”)
(1) 升高温度 ;
(2) 加入催化剂 ;
(3) 充入更多的H2 ;
(4) 扩大容器的体积 ;
(5) 容器容积不变,通入氖气 。
正确答案
(1)增大; (2)增大; (3)增大; (4)减小; (5)不变
试题分析:升高温度、加入催化剂均可以加快反应速率。增大氢气的浓度反应速率也是增大的。扩大容器的体积,压强减小,反应速率降低;容器容积不变,通入氖气,压强增大,但气体的浓度不变,反应速率不变。
点评:该题是高考中的常见题型,属于基础知识试题的考查。试题紧扣教材,旨在巩固学生的基础,提高学生的应试能力。该题的关键是明确外界条件是如何影响反应速率的,然后结合题意灵活运用即可。有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。
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