- 影响化学反应速率的因素
- 共7172题
一定温度下在体积为5 L的密闭容器中发生可逆反应。(Ⅰ)若某可逆反应的化学平衡常数表达式为:K=
(1)写出该反应的化学方程式:
(2)能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 (填选项编号)。
E.消耗n mol H2的同时消耗n mol CO
(Ⅱ)若该密闭容器中加入的是2 mol Fe(s)与1 mol H2O(g),t1秒时,H2的物质的量为0.20 mol,到第t2秒时恰好达到平衡,此时H2的物质的量为0.35 mol。
(1)t1～t2这段时间内的化学反应速率v(H2)= 。
(2)若继续加入2 mol Fe(s),则平衡 移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”),继续通入1 mol H2O(g),再次达到平衡后,H2物质的量为 mol。
(3)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图。t1时改变了某种条件,改变的条件可能是 、 (填写2项)。
正确答案
(Ⅰ)(1)C(s)+H2O(g)
(2)A、B、C (Ⅱ)(1)0.03/(t2-t1)mol·L-1·s-1
(2)不 0.7
(3)使用了催化剂 增大了H2的浓度
综合演练
(Ⅰ)(1)根据化学平衡常数的定义,找出反应物、生成物以及系数,写出方程式C(s)+H2O(g)
(2)由于C是固体,因此随着反应的进行,容器中气体的平均相对分子质量随着时间而变化,A正确; v正(H2O)=v逆(H2),说明正、逆反应速率相等,B对;由于C是固体,因此随着反应的进行,容器中气体的质量随着时间而变化,而体积不变,因此密度随时间而变化,而总质量一直不发生变化,所以C可作为判断平衡的标志,而D不能。消耗n mol H2的同时消耗n mol CO均为逆反应速率,不能判断该反应一定达到化学平衡状态。
(Ⅱ)(1)v(H2)="(0.35-0.20)" mol/5 L·(t2-t1)=0.03/(t2-t1) mol·L-1·s-1。
(2)Fe为固体,加入2 mol Fe,则平衡不移动。再通入1 mol H2O(g),相当于在原来通入1 mol H2O(g)的基础上浓度加倍,相当于加压,但由于该反应前后气体体积不变,所以相对于通入1 mol H2O(g)时处于相同的平衡状态,但各物质的浓度是原来的2倍,所以n(H2)="0.7" mol。
(3)使用催化剂、增大H2的浓度均可提高逆反应速率。
某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件，用如图实验装置进行实验，反应物用量和反应停止的时间数据如下：
分析表中数据回答下列问题，
(1)相同浓度的过氧化氢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。
(3)该小组的某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_________________。
正确答案
（1）加快（2）0．3（3）不正确 从表中数据可知：相同体积3．0℅的双氧水中溶质的含量是1．5℅的双氧水中溶质的含量的2倍，但反应时间却比其反应时间的2倍要小很多。由反应速率计算公式（ΔV=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。
试题分析：（1）根据表中每一行的数据可看出：相同浓度的过氧化氢中二氧化锰用量越多，反应需要的时间就越短。分解速率越快。即相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加加快。(2)由表中的第2、3、4列可看出，二氧化锰用量从0．1g增加到0．3g时，速率增加很多，而当二氧化锰用量从0．3g增加到0．5g时，速率增加无几。故从“绿色化学”的角度考虑在双氧水的浓度相同时加入0．3g的二氧化锰为较佳选择。(3)这种说法是错误的。不能直接看数据的结论。因为根据表中的数据可知：在相同体积3．0℅的双氧水中溶质的含量是1．5℅的双氧水中溶质的含量的2倍，但反应时间却比其反应时间的2倍要小很多。由反应速率计算公式（ΔV=ΔC∕Δt）可得出：在此实验条件下双氧水的浓度越大，分解速率越快，所用时间就越少。
某化学学习小组借助下列装置(夹持装置已略)及相关试剂粗略测量空气中O2的体积百分数。
(1)实验前用碱液清洗铁钉，再用0．100mol/L的H2SO4溶液浸泡至有气泡产生。用H2SO4溶液浸泡的目的是_____ 。
(2)为尽量减小误差，下列操作的正确顺序是______ (填序号）。
①装人铁钉②插入注射器向铁钉表面滴入适量 NaCl溶液并打开止水夹③将导管口浸入品红溶液④塞 上单孔活塞⑤检查装置气密性
(3)实验中试管内发生的总反应为__ ____ ；用该实验方案测量空气中O2的体积百分数时应测量的数据是：①导管与试管内部空间总体积，②______ 。
(4) 实验时发现上述测量过程因反应较慢耗时较长，对其影响因素作如下分析，请补充 写出假设三：
假设一：电解质溶液的PH不同
假设二:NaCl溶液的浓度不同
假设三：
(5)借助上述实验装置，通过调节溶液的pH验证假设一，获得了如下实验数据：
①当pH=2时，没有观察到稳定液柱形成的原因是__ ____
②根据实验数据分析，为缩短实验测定时间，pH的最佳范围是______
③按上述实验装置，设计实验证明假设二。
第一步：___________ ；
第二步:：相同温度下，加入系统表面积的铁钉，组装两套完全相同的上述装置，分别用注射器将NaCl溶液滴入铁钉表面；
第三步：记录形成稳定液柱所用时间和液柱的高度，比较分析数据得出结论。
正确答案
（1）除去铁钉表面的铁锈；
（2）⑤①④②③
（3）4Fe＋3O2＋6H2O=4Fe(OH)3；吸入导管内的品红溶液；
（4）铁钉的表面积（温度、催化剂）
（5）①溶液的酸性太强，铁容易发生析氢腐蚀；
②6．0
③配置不同浓度的NaCl溶液；
试题分析：(1) 铁钉表面由铁锈，可以用稀硫酸除去。(2) 试验装置装药品之前首先要检验气密性，(3) 氯化钠溶液显中性，铁钉在中性溶液中和氧气发生吸氧腐蚀，总反应为：4Fe＋3O2＋6H2O=4Fe(OH)3；随着反应的进行，试管内氧气减少，压强降低，在大气压的作用下，烧杯中的品红溶液进入带刻度导管，反应掉的氧气等于导管内的品红溶液的体积(4) 实验时发现上述测量过程因反应较慢耗时较长，说明反应速率慢，回答问题时应该从影响化学反应速率的因素方面答题；(5)①当pH=2时，溶液显酸性，铁钉发生析氢腐蚀，产生气体，液柱为0；②当PH的范围为：6．0
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的方法，研究影响反应速率的因素．
（1）该反应的离子方程式为（提示：H2C2O4的一级电离常数为5.4×10-2）______．
（2）实验条件作如下限定：所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择0.01mol•L-1、0.001mol•L-1，催化剂的用量可选择0.5g、0g，实验温度可选择298K、323K．每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4mL、H2C2O4溶液（0.1mol•L-1）的用量均为2mL．如果要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响，通过变换这些实验条件，至少需要完成______个实验进行对比即可得出结论．
（3）在其它条件相同的情况下，某同学改变KMnO4酸性溶液的浓度，测得以下实验数据（从混合振荡均匀开始计时）：
①计算用0.001mol•L-1 KMnO4酸性溶液进行实验时KMnO4的平均反应速率（忽略混合前后溶液的体积变化，写出计算过程）．
②若不经过计算，直接看表中的褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率的关系是否可行？______．若不可行（若认为可行则不填），请设计可以通过直接观察褪色时间长短来判断的改进方案：______．
正确答案
（1）在酸性条件下，高锰酸根离子能和草酸发生氧化还原反应生成二价锰离子、二氧化碳和水，
离子方程式为：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O．
故答案为：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O．
（2）要得出反应物浓度、温度、催化剂对反应速率影响的结论至少要完成：①取不同浓度KMnO4溶液，在相同温度下进行反应；②取同浓度KMnO4溶液，在不同温度下进行反应；③取同浓度KMnO4溶溶，在同温度且有催化剂的条件下进行反应；④取同浓度KMnO4溶液，在同温度且不使用催化剂的条件下进行反应等3个实验来进行对比．
故答案为：4．
（3）①反应开始时：c（KMnO4）=
KMnO4的平均反应速率：
ν（KMnO4）=
②由题中数据知浓度大的褪色时间反而长，因颜色是由KMnO4产生，虽然KMnO4浓度大反应快，但KMnO4的量也多，故无法比较，故不经过计算直接利用表中的褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率的关系是不可行的；所以若想通过直接观察褪色时间长短来判断溶液浓度的大小，则必须保证KMnO4酸性溶液的浓度相同，才能判断H2C2O4溶液浓度的大小．
故答案为：否（或：不可行）； 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、浓度相同的高锰酸钾酸性溶液反应．
请仔细观察两种电池的构造示意图
回答下列问题：
（1）碱性锌锰电池的总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH＋Zn(OH)2，则负极的电极反应式：__________________
（2）碱性锌锰电池比普通锌锰电池（干电池）性能好，放电电流大。试从影响反应速率的因素分析其原因是____________________
（3）某工厂回收废旧锌锰电池，其工艺流程如下
已知：生成氢氧化物的pH如下表
①经测定，“锰粉”中除含少量铁盐和亚铁盐外，主要成分应是MnO2、Zn(OH)2、__________。
②第一次加入H2O2后，调节pH＝8.0。目的是_______________。
③试列举滤液4的应用实例____________________。
正确答案
（1）Zn＋2OH--2e-＝Zn(OH)2
（2）碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳，增大了反应物的接触面积，加快了反应速率，故放电电流大
（3）①MnOOH、C粉；②除去Zn(OH)2和Fe(OH)3；③制备皓矾、回收金属锌等
为了研究外界条件对H2O2分解速率的影响，某同学做了以下实验，请回答下列问题．
（1）过氧化氢分解的化学方程式为______．
（2）实验①的目的是______．
（3）实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该同学达到实验目的，你提出的对上述操作的改进意见是______（用实验中所提供的几种试剂）．
（4）某同学在50mL一定浓度的H2O2溶液中加入一定量的二氧化锰，放出气体的体积（标准状况下）与反应时间的关系如图1所示，则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最快的是______（填“A”或“B”或“C”）．
（5）对于H2O2分解反应，Cu2+也有一定的催化作用．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2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．有同学提出将FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理，其理由是______．
②定量分析：用图乙所示装置做对照实验，实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略．实验中需要测量的数据是______．
正确答案
（1）氯化铁作催化剂条件下，双氧水迅速分解生成氧气和水，反应方程式为：2H2O2 
故答案为：2H2O2
（2）分别在试管A、B中加入 5mL 5% H2O2溶液，各滴入1～2 滴1mol/L FeCl3溶液．待试管中均有适量气泡出现，说明过氧化氢分解能发生，试管A、B中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中，两支试管不同点是试管A的温度比试管B的温度低，说明研究的是温度对反应速率的影响，
故答案为：研究温度对H2O2分解速率的影响；
（3）影响化学反应速率的外界因素有浓度、温度、气体的压强、催化剂、固体的表面积，另取两支试管分别加入 5mL 5%H2O2溶液和 5mL10%H2O2溶液，试管A、B中均未见气泡产生，为加快反应速率，可从温度、催化剂的影响角度考虑，
故答案为：将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中，或向两支试管中同时滴入2滴1mol/L FeCl3溶液，观察产生气泡的速率；
（4）该图象横坐标表示时间，纵坐标表示生成气体的体积，时间越短生成的气体越多，反应速率越快，所以速率最慢的为C，最快的为A，故答案为：A；
（5）①至于定性分析可以根据产生气泡的速率来进行判断反应的快慢；为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，要保持其它条件相同，而FeCl3溶液中还有氯离子，CuSO4中含有铜离子，因此氯离子可能也会影响反应速率，产生干扰，所以可将FeCl3改为Fe2（SO4）3，
故答案为：溶液中气泡产生的速率；排除氯离子的干扰（合理即可）；
②若定量分析反应的快慢可以测定收集40mL的气体所需的时间，时间短则反应快，故答案为：收集40mL气体所需的时间．
将镁带投入盛放在敞口容器的盐酸里，产生H2的速率与 时间的关系可由图表示．
（1）写出离子反应方程式______
（2）在下列因素中①H+的浓度 ②镁带的表面积 ③溶液的温度 ④Cl-的浓度不能影响该反应速率的因素有______（填序号）；
（3）解释图中AB段形成的原因______；
（4）解释图中t1时刻后速率变小的原因______．
正确答案
（1）镁为活泼金属与盐酸反应生成氢气，反应的离子方程式为Mg（s）+2H+═Mg2++H2↑，故答案为：Mg（s）+2H+═Mg2++H2↑；
（2）反应的实质是Mg（s）+2H+═Mg2++H2↑；△H＜0，反应速率除与氯离子浓度无关外，其他四个因素对反应速率都有影响，故答案为：④；
（3）因反应放热，所以温度逐渐升高，温度升高，反应速率增大，故答案为：反应放热，温度升高，反应速率增大；
（4）随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，则反应速率减小，故答案为：反应物的浓度逐渐减小．
氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl（-1价）和S（+6价）的速率如图所示，已知这个反应速率随着溶液中c（H+）增大而加快。
（1）反应开始进行时，反应速率加快的原因是（要求写出化学方程式）______________________；
（2）反应后期，反应速率下降的原因是_______________________。
正确答案
（1）2KClO3+6NaHSO3==3Na2SO4+2KCl+3H2SO4，溶液中c（H+）增大，化学反应速率加快。
（2）随着反应的进行，KClO3和NaHSO3浓度明显减小，后期化学反应速率减慢。
某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），△H＜0的正、逆反应速率的影响如图所示：
（1）加催化剂对反应速率影响的图象是______（填序号，下同），平衡______移动．
（2）升高温度对反应速率影响的图象是______，平衡向______方向移动．
（3）增大反应容器体积对反应速率影响的图象是______，平衡向______方向移动．
（4）增大O2的浓度对反应速率影响的图象是______，平衡向______方向移动．
正确答案
（1）催化剂只影响反应速率，不影响化学平衡，所以加入催化剂后正逆反应速率同时增大且相等，化学平衡不发生移动，所以C正确；
故答案为：C；不；
（2）升高温度后，正反应速率和逆反应速率都增大，由于该反应为放热反应，平衡向着逆反应方向移动，说明逆反应速率大于正反应速率，所以A正确，
故答案为：A；逆反应；
（3）该反应为体积缩小的反应，增大反应容器体积，反应体系压强减小，正逆反应速率都会减小，平衡向着体积增大的逆反应方向移动，说明逆反应速率减小幅度减小，即逆反应速率大于正反应速率，满足该变化的图象为D，
故答案为：D；逆反应；
（4）增大O2的浓度的瞬间，逆反应速率不变，正反应速率增大，平衡向着正反应方向移动，满足该变化的图象为B，
故答案为：B；正反应．
纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu2O的三种方法
（1）已知：
2Cu（s）＋1/2O2(g)=Cu2O（s）；△H = -169kJ·mol-1C（s）＋1/2O2(g)=CO(g)；△H = -110.5kJ·mol-1
Cu（s）＋1/2O2(g)=CuO（s）；△H = -157kJ·mol-1则方法Ⅰ发生的反应：2CuO（s）＋ C（s）= Cu2O（s）＋CO(g)；△H =_________kJ·mol-1
（2）方法Ⅱ采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O，装置如下图所示：该电池的阳极反应式为___________________
（3）方法Ⅲ为加热条件下用液态肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2。该制法的化学方程式为_________________________
（4）在相同的密闭容器中，用以上三种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验：
下列叙述正确的是_________（填字母）。
A．实验的温度:T2
B．实验①前20 min的平均反应速率v(H2)=7×10-5 mol·L-1·min-1C．实验②比实验①所用的催化剂催化效率高
正确答案
（1）+34.5
（2）2Cu－2e-＋2OH-=Cu2O＋H2O
（3）4Cu(OH)2 + N2H4
（4）BC
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