高中化學人教版2019版 選修一 專題練習 2 1 化學反應(yīng)速率(七大題型)_第1頁
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文檔簡介

專題2.1化學反應(yīng)速率【題型1化學反應(yīng)速率及其計算】【題型2影響化學反應(yīng)速率的因素】【題型3生產(chǎn)生活中化學反應(yīng)速率調(diào)控分析】【題型4活化能】【題型5化學反應(yīng)速率圖像分析】【題型6傳統(tǒng)實驗探究化學反應(yīng)速率的影響因素】【題型7數(shù)字化實驗探究化學反應(yīng)速率的影響因素】【題型1化學反應(yīng)速率及其計算】【例1】已知2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g),起始時N2O5(g)為35.8kPa,分解的反應(yīng)速率v=2×10-3×pN2O5(kPa·min-1)。t=62min時,測得體系中pO2=2.9kPa,則此時的pN2O5=kPa,v=kPa·min-1?!敬鸢浮?0.06.0×10-2【詳解】所以pN2O5=30.0kPa。v=2×10-3×30.0kPa·min-1=6.0×10-2kPa·min-1?!咀兪?-1】在不同條件下進行2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g)的反應(yīng)中,表示的反應(yīng)速率最快的是:A. B.C. D.【答案】B【分析】比較化學反應(yīng)速率時,首先看單位,題中所給的四個選項的單位相同,均為mol?L﹣1.min﹣1;再看是否是同一種物質(zhì)表示的化學反應(yīng)速率,四個選項所給的化學反應(yīng)速率是用四種不同的物質(zhì)表示的,則根據(jù)不同物質(zhì)表示的化學反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于其化學計量數(shù)之比,可以四種不同的物質(zhì)表示的化學反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化為同種物質(zhì)表示的化學反應(yīng)速率;【詳解】A.;B.;C.;D.;故選B?!咀兪?-2】對于可逆反應(yīng)A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同條件下的化學反應(yīng)速率如下,其中表示的反應(yīng)速率最快的是A.υ(A)=0.3mol?L-1?s-1 B.υ(B)=1.8mol?L-1?s-1C.υ(D)=0.7mol?L-1?s-1 D.υ(C)=1.5mol?L-1?min-1【答案】C【詳解】由于B是固體,不能用濃度的改變量來描述反應(yīng)速率,再根據(jù)速率與計量系數(shù)之比分析,比值越大,則反應(yīng)速率越快,,則υ(D)=0.7mol?L-1?s-1的速率最快,故C符合題意。綜上所述,答案為C?!咀兪?-3】某溫度下,反應(yīng)2N2O5?4NO2+O2開始進行時,c(N2O5)=0.0408mol/L。1min后,c(N2O5)=0.030mol/L。則該反應(yīng)的反應(yīng)速率為A.v(N2O5)=1.8×10-4mol/(L·min) B.v(N2O5)=1.08×10-2mol/(L·s)C.v(NO2)=1.8×10-4mol/(L·s) D.v(O2)=5.4×10-3mol/(L·min)【答案】D【詳解】v(N2O5)=[c始(N2O5)-c末(N2O5)]÷1min=(0.0408mol/L-0.030mol/L)÷1min=1.08×10-2mol/(L·min)。根據(jù)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其化學計量數(shù)之比可知,v(NO2)=3.6×10-4mol/(L·s),v(O2)=9×10-5mol/(L·s)=5.4×10-3mol/(L·min)。故D正確;故選:D?!绢}型2影響化學反應(yīng)速率的因素】【例2】在一定條件下,合成氨的反應(yīng)速率與各物質(zhì)的濃度關(guān)系為v=kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3),下列條件不能加快反應(yīng)速率的是A.加入催化劑 B.增大H2的濃度 C.升高溫度 D.增大NH3的濃度【答案】D【詳解】A.加入催化劑能加快反應(yīng)速率,故A不選;B.由反應(yīng)速率方程知增大H2的濃度反應(yīng)速率加快,故B不選;C.升高溫度均能加快反應(yīng)速率,故C不選;D.由反應(yīng)速率方程知反應(yīng)速率與氨氣濃度成反比,增大NH3的濃度反應(yīng)速率減慢,故D選;故選:D?!咀兪?-1】實驗室用30%H2O2制備O2,下列措施可降低反應(yīng)速率的是A.加水 B.加入MnO2粉末C.升高反應(yīng)液溫度 D.加入適量50%的H2O2【答案】A【詳解】A.加水過氧化氫的濃度降低,反應(yīng)速率減慢,故A正確;B.使用催化劑加快化學反應(yīng)的速率,故B錯誤;C.溫度越高反應(yīng)速率越快,故C錯誤;D.濃度越大反應(yīng)速率越快,所以加入適量50%的H2O2加快反應(yīng)的速率,故D錯誤;故選:A?!咀兪?-2】下列判斷正確的是A.0.1mol·L-1的硫酸和0.1mol·L-1的鹽酸分別與0.2mol·L-1的NaOH溶液反應(yīng)的速率相同B.0.1mol·L-1的鹽酸和0.1mol·L-1的硝酸分別與大小相同的大理石反應(yīng)的速率相同C.Mg和Fe分別與0.1mol·L-1的硫酸反應(yīng)的速率相同D.大理石塊與大理石粉分別與0.1mol·L-1的鹽酸反應(yīng)的速率相同【答案】B【詳解】A.同濃度的硫酸和鹽酸相比較,前者氫離子的濃度大,與NaOH溶液反應(yīng)的速率快,A錯誤;B.同濃度的鹽酸與硝酸中氫離子濃度相同,與大小相同的大理石反應(yīng)的速率相同,B正確;C.Mg比Fe活潑,Mg與0.1mol·L-1硫酸反應(yīng)的速率快,C錯誤;D.大理石塊比大理石粉表面積小,反應(yīng)速率慢,D錯誤。故選B?!咀兪?-3】為探究鋅與0.1mol/L稀硫酸的反應(yīng)速率[以υ(H2)表示],對反應(yīng)物作出如下改變。下列判斷正確的是A.加入NH4HSO4固體,υ(H2)不變B.加入少量水,υ(H2)減小C.把0.1mol/L稀硫酸改為0.2mol/L鹽酸,υ(H2)增大D.把稀硫酸改為98%的濃硫酸,υ(H2)增大【答案】B【詳解】A.加入NH4HSO4固體導(dǎo)致溶液中c(H+)增大,則υ(H2)增大,故A錯誤;B.加水導(dǎo)致溶液中c(H+)減小,則υ(H2)減小,故B正確;C.0.1mol/L稀硫酸改為0.2mol/L鹽酸,c(H+)不變,則υ(H2)不變,故C錯誤;D.98%的濃硫酸與鋅反應(yīng)不生成H2,故D錯誤。綜上所述,答案為B?!咀兪?-4】恒溫恒容條件下,向密閉容器中加入一定量X,發(fā)生反應(yīng)的方程式為;。反應(yīng)的速率,反應(yīng)的速率,式中、為速率常數(shù)。圖甲為該體系中、、濃度隨時間變化的曲線,圖乙為反應(yīng)和的曲線。下列說法正確的是A.隨的減小,反應(yīng)的速率不斷下降,而反應(yīng)的速率不斷增大B.由圖甲可知,某時間段體系中可能存在如下關(guān)系:C.欲提高的產(chǎn)率,需降低反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時間D.溫度高于時,總反應(yīng)速率由反應(yīng)決定【答案】B【詳解】A.由圖甲中信息可知,隨的減小,先增大后減小,增大,故反應(yīng)的速率隨的減小而減小,反應(yīng)的速率先增大后減小,A項錯誤;B.由圖甲可知,依據(jù)反應(yīng)關(guān)系,在Y的濃度達到最大值之前,單位時間內(nèi)X的減少量等于Y和Z的增加量,因此,在Y的濃度達到最大值之后,單位時間內(nèi)Z的增加量等于Y和X的減少量,故,B項正確;C.升高溫度可以加快反應(yīng)的速率,但反應(yīng)的速率常數(shù)隨溫度升高增大的幅度小于反應(yīng)的,且反應(yīng)的速率隨Y的濃度增大而增大,因此欲提高Y的產(chǎn)率,需提高反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時間,C項錯誤;D.由圖乙中信息可知,溫度低于T1時,,反應(yīng)為慢反應(yīng),總反應(yīng)速率由反應(yīng)決定,溫度高于T1時,,反應(yīng)為慢反應(yīng),總反應(yīng)速率由反應(yīng)決定,D項錯誤;故選B?!绢}型3生產(chǎn)生活中化學反應(yīng)速率調(diào)控分析】【例3】某溫度下,降冰片烯在鈦雜環(huán)丁烷催化下聚合,反應(yīng)物濃度與催化劑濃度及時間關(guān)系如圖。已知反應(yīng)物消耗一半所需的時間稱為半衰期,下列說法正確的是A.其他條件相同時,降冰片烯濃度越大,反應(yīng)速率越大B.其它條件相同時,催化劑濃度越大,反應(yīng)速率越大C.條件②,反應(yīng)速率為0.012mol·L-1·min-1D.條件①,降冰片烯起始濃度為1.5mol·L-1時,半衰期為125min【答案】B【詳解】A.曲線①③所用的催化劑濃度相等,但降冰片烯濃度不等,開始時降冰片烯的濃度曲線①是曲線③的2倍,完全消耗時所需時間曲線①是曲線③的2倍,兩者反應(yīng)速率相等,所以其他條件相同時,降冰片烯濃度與反應(yīng)速率無關(guān),A錯誤;B.從圖中可知,①和②初始時降冰片烯的濃度相同,②催化劑濃度為①中的2倍,②降冰片烯反應(yīng)速率為①中的2倍,則其他條件相同時,催化劑濃度越大,反應(yīng)速率越快,B正確;C.從圖中可知,條件②降冰片烯初始濃度為3mol/L,125min后降冰片烯濃度將為0,則其反應(yīng)速率為,C錯誤;D.條件①降冰片烯起始濃度為3mol/L,降為1.5mol/L時用時125min,但是從1.5mol/L降低至0.75mol/L用時小于125min,則不能說其半衰期為125min,D錯誤;故答案選B?!咀兪?-1】在生產(chǎn)、生活中,下列措施不是用來調(diào)控化學反應(yīng)速率的是A.洗衣粉中添加酶 B.將鮮肉存放在冰箱中C.食品包裝袋內(nèi)放置抗氧劑 D.冶鐵時將鐵礦石粉碎【答案】C【詳解】A.洗衣粉中添加酶,酶可作為催化劑加快反應(yīng)速率,A錯誤;B.鮮肉存放在冰箱中,低溫環(huán)境下細菌腐蝕鮮肉的速率較低,可將鮮肉保鮮更長時間,B錯誤;C.食品包裝袋中放置抗氧化劑,是利用抗氧化劑與氧氣反應(yīng)消耗掉包裝袋內(nèi)的氧氣,從而防止食物被氧化,C正確;D.冶煉鐵時將鐵礦石粉碎,增大了鐵礦石與空氣的接觸面積,增大了反應(yīng)速率,D錯誤;故答案選C?!咀兪?-2】最近,中科院大連化物所研究發(fā)現(xiàn)了以Cu-Zn-Zr三元氧化物為催化劑時,CO2加氫制甲醇的反應(yīng)機理如圖所示(帶*微粒為催化劑表面的吸附物種):下列判斷錯誤的是A.CO2是該反應(yīng)的氧化劑B.生成的CH3OH可用作車用燃料C.催化劑能加快反應(yīng)速率,但不改變反應(yīng)的反應(yīng)熱D.該反應(yīng)過程中既有非極性鍵的斷裂,又有非極性鍵的形成【答案】D【詳解】A.由題干圖示信息可知,該反應(yīng)方程式為:CO2+3H2CH3OH+H2O,反應(yīng)中CO2中C的化合價降低,被還原,故是該反應(yīng)的氧化劑,A正確;B.甲醇汽車配備了專業(yè)的發(fā)動機和裝置,故生成的CH3OH可用作車用燃料,B正確;C.催化劑能降低反應(yīng)所需要的活化能,從而加快反應(yīng)速率,但不改變反應(yīng)的反應(yīng)熱,C正確;D.由題干圖示信息可知,該反應(yīng)過程中有H-H非極性鍵和C=O極性鍵的斷裂,但沒有非極性鍵的形成,有C-H、C-O和H-O極性鍵的形成,D錯誤;故答案為:D?!咀兪?-3】鐵的配合物離子催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機理和相對能量的變化情況如圖所示:下列說法錯誤的是A.該過程的催化劑是[L﹣Fe﹣H]+B.增大H+濃度,一定能使總反應(yīng)速率加快C.該催化循環(huán)中Fe元素的化合價發(fā)生了變化D.該過程的總反應(yīng)速率由Ⅳ→Ⅰ步驟決定【答案】B【詳解】A.由題給反應(yīng)歷程可知,[L﹣Fe﹣H]+先參與反應(yīng),后又重新生成,所以是該過程的催化劑,故A正確;B.H+濃度過大會抑制HCOOH的電離,會使HCOO﹣濃度減小,而使反應(yīng)速率減慢,故B錯誤;C.Ⅱ?Ⅲ過程中脫去CO2,C元素化合價升高,則鐵元素的化合價降低,故C正確;D.由題給相對能量的變化圖可知,形成兩過渡態(tài)的活化能分別是(45.3+31.8)kJmol-1=77.1kJmol-1、(43.5+42.6)kJmol-1=86.1kJmol-1,所以形成過渡態(tài)2的活化能更大,而活化能越大,反應(yīng)速率越慢,總反應(yīng)速率是由慢反應(yīng)決定,所以該過程的總反應(yīng)速率由Ⅳ→Ⅰ步驟決定,故D正確;答案選B?!绢}型4活化能】【例4】揮發(fā)性有機物()對環(huán)境易造成污染。催化燃燒處理技術(shù)具有凈化率高、燃燒溫度低、無明火,不會有等二次污染物產(chǎn)生等優(yōu)點,圖甲是處理過程中固體催化劑的催化原理,圖乙是反應(yīng)過程中的能量變化圖,下列敘述正確的是

A.從圖甲中可以得出反應(yīng)物在催化劑表面發(fā)生化學鍵的斷裂與形成B.圖甲中固體催化劑可降低該反應(yīng)的焓變C.圖乙中曲線I使用了催化劑,降低反應(yīng)活化能D.催化氧化過程中所有反應(yīng)均為放熱反應(yīng)【答案】A【詳解】A.催化劑表面反應(yīng)物發(fā)生化學反應(yīng),反應(yīng)過程中,既有化學鍵的斷裂,也有化學鍵的形成,故A正確;B.催化劑只能降低反應(yīng)的活化能,不能改變反應(yīng)的焓變,故B錯誤;C.圖乙中曲線I的活化能比曲線Ⅱ的活化能高,使用催化劑時,活化能降低,故曲線Ⅱ為使用催化劑的能量變化曲線,故C錯誤;D.由圖乙可知,使用催化劑后的反應(yīng)過程中有中間產(chǎn)物生成,其中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為中間產(chǎn)物的反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量比中間產(chǎn)物的總能量低,故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故D錯誤;答案選A?!咀兪?-1】判斷下列說法是否正確。(1)化學反應(yīng)實質(zhì)是活化分子有合適取向時的有效碰撞。(2)增大反應(yīng)物濃度會加快反應(yīng)速率的原因是單位體積內(nèi)有效碰撞的次數(shù)增多。(3)升高溫度會加快反應(yīng)速率,原因是增加了活化分子的有效碰撞次數(shù)。(4)活化分子間的碰撞一定能發(fā)生化學反應(yīng)。(5)升高溫度,活化分子百分數(shù)增大,化學反應(yīng)速率可能增大。(6)使用催化劑,可降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率,改變反應(yīng)限度?!敬鸢浮浚?)正確(2)正確(3)正確(4)錯誤(5)錯誤(6)錯誤【詳解】(1)化學反應(yīng)的實質(zhì)與化學鍵有關(guān),活化分子有合適取向時的有效碰撞一定發(fā)生化學反應(yīng),為化學反應(yīng)的前提,故答案為:正確。(2)增大反應(yīng)物濃度會加快反應(yīng)速率的原因是單位體積內(nèi)有效碰撞的次數(shù)增多,故答案為:正確。(3)升高溫度會加快反應(yīng)速率,原因是增大了單位體積活化分子的個數(shù),增加了活化分子的有效碰撞次數(shù),故答案為:正確。(4)活化分子間的碰撞不一定為有效碰撞,則不一定發(fā)生化學反應(yīng),故答案為:錯誤;(5)升高溫度,活化分子百分數(shù)增大,化學反應(yīng)速率一定增大,故答案為:錯誤。(6)催化劑能改變反應(yīng)機理,降低反應(yīng)的活化能,故可加快反應(yīng)速率,縮短達到平衡的時間,但不能改變反應(yīng)的限度,故答案為:錯誤?!咀兓?-2】2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)ΔH=?198kJ·mol-1,在V2O5存在時,該反應(yīng)的機理為V2O5+SO2?2VO2+SO3(快),4VO2+O2?2V2O5(慢)。下列說法中正確的是A.反應(yīng)速率主要取決于V2O5的質(zhì)量B.V2O5是該反應(yīng)的催化劑C.其他條件不變時,逆反應(yīng)的活化能小于198kJ·mol-1D.增大SO2的濃度可顯著提高反應(yīng)速率【答案】B【詳解】A.由反應(yīng)機理可知,V2O5是該反應(yīng)的催化劑,反應(yīng)速率與催化劑V2O5的質(zhì)量有一定關(guān)系,但主要取決于催化劑V2O5的表面積,故A錯誤,B.根據(jù)A選項分析V2O5是該反應(yīng)的催化劑,故B正確;C.ΔH=正反應(yīng)的活化能?逆反應(yīng)的活化能=?198kJ·mol-1,因此逆反應(yīng)的活化能大于198kJ·mol-1,故C錯誤;D.反應(yīng)速率主要由慢反應(yīng)決定,增大SO2的濃度不能顯著提高反應(yīng)速率,故D錯誤。綜上所述,答案為B?!绢}型5化學反應(yīng)速率圖像分析】【例5】在相同條件下研究催化劑I、II對反應(yīng)的影響,各物質(zhì)濃度c隨反應(yīng)時間t的部分變化曲線如圖,則下列說法不正確的是A.催化劑I、II相比,I使反應(yīng)活化能更低B.使用催化劑I,反應(yīng)時間為時,X的轉(zhuǎn)化率為C.a(chǎn)曲線表示使用催化劑II時X的濃度隨t的變化D.使用催化劑II時,內(nèi),【答案】C【分析】結(jié)合化學方程式,由圖可知,0~2min內(nèi),a曲線的變化量為Ⅰ變化量的一半,則a為X濃度、Ⅰ為Y的濃度變化;【詳解】A.由圖可知,催化劑I比催化劑II催化效果好,說明催化劑I使反應(yīng)活化能更低,反應(yīng)更快,故A正確;B.使用催化劑I時,在0~2min內(nèi),X的濃度變化了4.0mol/L-2.0mol/L=2.0mol/L,X的轉(zhuǎn)化率為,故B正確;C.由分析可知,a曲線表示使用催化劑Ⅰ時X的濃度隨t的變化,故C錯誤;D.使用催化劑I時,在0~2min內(nèi),Y的濃度變化了2.0mol/L,則,由速率之比等于系數(shù)比,v(X)=v(Y)=×,故D正確;故選C?!咀兪?-1】反應(yīng)X=2Z經(jīng)歷兩步:①X→Y:②Y→2Z。反應(yīng)體系中X、Y、Z的物質(zhì)的量(n)隨時間(t)的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是A.曲線c為n(Z)隨t的變化曲線B.0~t1時間段內(nèi),反應(yīng)速率v(X)=v(Y)=v(Z)C.t2時,Y的消耗速率大于生成速率D.t3時,n(Z)=2n0-n(Y)【答案】C【分析】反應(yīng)X=2Z經(jīng)歷兩步:①X→Y:②Y→2Z,則X的物質(zhì)的量隨時間逐漸減小,Z的物質(zhì)的量隨時間逐漸增大,Y的物質(zhì)的量隨時間先增大后減小,X、Y、Z分別對應(yīng)曲線a、c、b?!驹斀狻緼.根據(jù)分析可知,曲線c為n(Y)隨t的變化曲線,A錯誤;B.觀察圖可知,0-t1時間段內(nèi),X的消耗量大于Y和Z的生成量,則v(X)>v(Y)=v(Z),B錯誤;C.t2時刻,Y的物質(zhì)的量呈現(xiàn)下降的趨勢,說明其消耗速率大于生成速率,C正確;D.根據(jù)反應(yīng),,,由圖可知,t3時n(X)=0,則n0=,則n(Z)=2n0-2n(Y),D錯誤;故答案選C。故答案選C。【變式5-2】實驗室用快速制氧氣,其分解速率受多種因素影響。實驗測得時不同條件下濃度隨時間的變化如甲、乙、丙、丁四圖所示:

(1)下列說法正確的是:___________(填字母序號)A.圖甲表明,其他條件相同時,濃度越小,其分解越慢B.圖乙表明,其他條件相同時,溶液堿性越弱,分解越快C.圖丙表明,少量存在時,溶液堿性越強,分解越快D.圖丁表明,堿性溶液中,濃度越大,對分解速率的影響越大(6)催化劑在反應(yīng)中,改變了(填字母序號)A.反應(yīng)速率B.反應(yīng)限度C.反應(yīng)焓變D.反應(yīng)路徑E.反應(yīng)活化能F.活化分子百分數(shù)【答案】(1)AD(2)ADEF【詳解】(1)A.圖甲表明,其他條件相同時,濃度越大,其分解越快,濃度越小,其分解越慢,故A正確;B.圖乙表明,其他條件相同時,溶液堿性越強,pH值越大,分解越快,故B錯誤;C.圖丙表明,少量存在時,溶液堿性越強,分解速率不一定越快,故C錯誤;D.圖丁表明,堿性溶液中,濃度越大,對分解速率的影響越大,故D正確;綜上所述,答案為:AD。(2)催化劑在反應(yīng)中,反應(yīng)活化能降低,活化分子數(shù)目增多,活化分子百分數(shù)增多,加快了反應(yīng)速率,而平衡不移動即反應(yīng)限度未變,焓變不變,反應(yīng)活化能降低,因此反應(yīng)路徑發(fā)生改變;故答案為:ADEF?!绢}型6傳統(tǒng)實驗探究化學反應(yīng)速率的影響因素】【例6】某研究性學習小組利用溶液和酸性溶液的反應(yīng)探究“外界條件的改變對化學反應(yīng)速率的影響”,進行了如下實驗:實驗序號試驗溫度/K有關(guān)物質(zhì)溶液顏色褪至無色所需時間/s酸性溶液溶液①29320.0240.10②20.0230.18③31320.020.11(1)通過實驗①、②,可探究出(填外部因素)的改變對化學反應(yīng)速率的影響;通過實驗(填實驗序號)可探究出溫度變化對化學反應(yīng)速率的影響。(2)若,則由此實驗可以得出的結(jié)論是;忽略溶液體積的變化,利用實驗②中數(shù)據(jù)計算,0~8s內(nèi),用的濃度變化表示的反應(yīng)速率。(3)該小組的一位同學通過查閱資料發(fā)現(xiàn),上述實驗過程中隨時間的變化情況如圖所示,并認為造成這種變化的原因是反應(yīng)體系中的某種粒子對與草酸之間的反應(yīng)有某種特殊作用,則該作用是,相應(yīng)的粒子最可能是(填粒子符號)。

【答案】(1)濃度或反應(yīng)物濃度②③(2)其他條件相同時,增大反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速率增大(3)催化作用(加快反應(yīng)、增大反應(yīng)均可)【分析】探究影響反應(yīng)速率的因素時,需要進行單因子變量控制,依據(jù)表格的數(shù)據(jù),①、②應(yīng)控制溫度相同,探究濃度對反應(yīng)速率的影響,②、③應(yīng)控制溫度不同,可探究溫度對反應(yīng)速率的影響,據(jù)此回答。【詳解】(1)由表中數(shù)據(jù)可知,實驗①、②中,c(H2C2O4)不同,則溫度、c(KMnO4)都應(yīng)相同;實驗②、③中,c(H2C2O4)、c(KMnO4)都相同,則溫度應(yīng)不相同。所以通過實驗①、②,可探究出濃度的改變對化學反應(yīng)速率的影響;實驗②、③中各物質(zhì)的濃度相同,則可探究出溫度變化對化學反應(yīng)速率的影響;(2)若t1<8,比較實驗①、②,可得出濃度對化學反應(yīng)速率的影響,則由此實驗可以得出的結(jié)論是:其他條件相同時,增大反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速率增大;忽略溶液體積的變化,利用實驗B中數(shù)據(jù)計算,0-8s內(nèi),用KMnO4的濃度變化表示的反應(yīng)速率v(KMnO4)=;(3)反應(yīng)物的性質(zhì)決定了反應(yīng)速率的快慢,影響反應(yīng)速率的條件有反應(yīng)物的濃度、溫度、催化劑等。由圖知,該反應(yīng)開始后Mn2+的物質(zhì)的量急劇增多、反應(yīng)速率迅速增大,則可能的原因是反應(yīng)體系中的某種粒子對KMnO4與草酸之間的反應(yīng)有某種特殊作用,則該作用是催化作用,相應(yīng)的粒子最可能是Mn2+。【變式6-1】某同學探究影響硫代硫酸鈉與稀硫酸反應(yīng)速率的因素時,設(shè)計了如下系列實驗:實驗序號反應(yīng)溫度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc(mol/L)V/mLc/(mol/L)V/mL①2010.00.1010.00.500②40V10.10V20.50V3③20V40.104.00.50V5(1)硫代硫酸鈉與稀硫酸反應(yīng)的化學方程式為。(2)該實驗①、②可探究溫度對反應(yīng)速率的影響,因此V1=V2=,V3=。(3)若V4=10.0,V5=6.0,則實驗①、③可探究對反應(yīng)速率的影響。(4)可用熱的NaOH濃溶液洗掉反應(yīng)后試管中殘余的固體。固體溶解時的離子方程式為?!敬鸢浮浚?)(2)10.00(3)濃度(4)【詳解】(1)硫代硫酸鈉與稀硫酸反應(yīng)生成S單質(zhì)和,反應(yīng)化學方程式為:;(2)探究某一條件對反應(yīng)速率的影響,得在其他條件不變時,實驗①、②可探究溫度對反應(yīng)速率的影響,因此;(3)若,則實驗①、③溫度相同,硫代硫酸鈉濃度相同,硫酸濃度不同,可探究濃度對反應(yīng)速率的影響;(4)反應(yīng)后試管中殘余的固體為S單質(zhì),可用熱的NaOH濃溶液洗掉,反應(yīng)的離子方程式為:?!咀兪?-2】某實驗小組為探究外界條件對化學反應(yīng)速率的影響進行如下實驗:實驗1:探究常溫下影響等質(zhì)量金屬與酸反應(yīng)生成氫氣速率的因素:實驗編號金屬c(酸)/溶液體積/mLⅠ鐵粉硫酸10Ⅱ鐵粉鹽酸10Ⅲ鐵塊硫酸10(1)實驗Ⅰ、Ⅱ探究的是對反應(yīng)速率的影響。(2)實驗Ⅰ、Ⅲ及相應(yīng)實驗現(xiàn)象得到的結(jié)論是。(3)甲同學在進行實驗Ⅲ時又加入了少量硫酸銅固體,發(fā)現(xiàn)生成氣體速率明顯加快,試分析其原因:。實驗2:探究影響反應(yīng)的因素。實驗編號溶液的體積mL溶液的體積mL水的體積/mL反應(yīng)溫度Ⅳ1010025℃Ⅴ105a25℃Ⅵ1010060℃(4)表中。(5)通過實驗Ⅳ和實驗Ⅵ可探究對化學反應(yīng)速率的影響。(6)該小組同學依據(jù)實Ⅴ條件進行反應(yīng)并測定其化學反應(yīng)速率,所得數(shù)據(jù)如圖所示。

內(nèi)用表示的平均反應(yīng)速率為?!敬鸢浮浚?)濃度(2)其他條件相同時,接觸面積越大,反應(yīng)速率越快(3)向溶液中加入硫酸銅后,發(fā)生置換反應(yīng):,生成的和形成了原電池,加快反應(yīng)速率(4)(5)溫度(6)【詳解】(1)實驗Ⅰ、Ⅱ中,鐵粉相同,溫度相同,相同濃度的鹽酸和硫酸,不同,所以探究的濃度對反應(yīng)速率的影響;(2)實驗Ⅰ是鐵粉,產(chǎn)生氣體的速率較快,實驗Ⅲ用鐵塊,產(chǎn)生氣體的速率較慢,其他條件相同,探究接觸面積對反應(yīng)速率的影響,由實驗現(xiàn)象得到的結(jié)論是:其他條件相同時,接觸面積越大,反應(yīng)速率越快;(3)實驗Ⅲ時又加入了少量硫酸銅固體,發(fā)生置換反應(yīng):,生成的和形成了原電池,加快反應(yīng)速率;(4)在溶液中探究反應(yīng)速率的影響因素時,需要溶液的總體積不變,故;(5)根據(jù)實驗條件,實驗Ⅳ和實驗Ⅵ濃度相同,溫度不同,探究溫度對反應(yīng)速率的影響;(6)根據(jù)如圖,內(nèi),用表示的平均反應(yīng)速率為:,根據(jù)反應(yīng),用表示的平均反應(yīng)速率為?!咀兪?-3】某實驗小組為探究酸性條件下碘化鉀與過氧化氧反應(yīng)的化學反應(yīng)速率,進行以下實驗探究。(1)實驗一:向硫酸酸化的過氧化氫溶液中加入碘化鉀、淀粉和硫代硫酸鈉()的混合溶液,一段時間后溶液變藍。該小組查閱資料知體系中存在下列兩個主要反應(yīng):反應(yīng)ⅰ:;反應(yīng)ⅱ:。為了證實上述反應(yīng)過程,進行下列實驗(所用試劑濃度均為)實驗二:向酸化的溶液中加入淀粉KI溶液,溶液幾秒后變?yōu)樗{色。再向已經(jīng)變藍的溶液中加入溶液,溶液立即褪色。根據(jù)此現(xiàn)象可知反應(yīng)ⅰ的速率反應(yīng)ⅱ的速率(填“大于”、“小于”或“等于”),解釋實驗一中溶液混合一段時間后才變藍的原因是。(2)為了探究對反應(yīng)速率的影響,設(shè)計兩組對比實驗,按下表中的試劑用量將其迅速混合觀察現(xiàn)象。(各實驗均在室溫條件下進行)實驗編號試劑體積/mL溶液開始變藍的時間/sKI(含淀粉)I4040204020IIV1202040V2①V1=,V2=。②對比實驗I和實驗II,(填“>”、“<”或“=”)。(3)利用實驗I的數(shù)據(jù),計算反應(yīng)ⅱ在的化學反應(yīng)速率【答案】(1)小于硫代硫酸鈉被消耗完,再生成的才能使淀粉溶液變藍(2)4040(3)【詳解】(1)根據(jù)實驗二的實驗現(xiàn)象可知,反應(yīng)i反應(yīng)速率慢,反應(yīng)ii反應(yīng)速率快,反應(yīng)i生成的碘立即與反應(yīng),至被消耗完全,再生成的碘才能使淀粉變藍,所以實驗i中溶液混合一段時間后才變藍,故答案為:小于;硫代硫酸鈉被消耗完,再生成的才能使淀粉溶液變藍;(2)①實驗溶液總體積為160mL,該實驗的目的是探究濃度對化學反應(yīng)速率的影響,則兩個實驗中溶液總體積、、和KI的濃度均應(yīng)該不變,即V1=40,V2=160-40-40-20-20=40,故答案為:40;40;②其他條件相同時,反應(yīng)物的濃度越大,反應(yīng)速率越快,溶液開始變藍的時間越短,由于實驗I中硫酸的濃度大,則反應(yīng)速率:實驗I>實驗II,所以t1<t2,故答案為:<;(3)由表中實驗數(shù)據(jù)可知,不足,則反應(yīng)i在0~ts的化學反應(yīng)速率,故答案為:。【變式6-4】某?;瘜W活動小組做了如下探究實驗:實驗一:測定相同體積的1mol/L的硫酸分別與足量鋅粒和鋅粉反應(yīng)的速率,設(shè)計如圖裝置:(1)寫出此反應(yīng)的離子方程式。(2)按照圖Ⅰ裝置實驗時,限定了兩次實驗時間均為10min,則還需要測定的另一個數(shù)據(jù)是。(3)根據(jù)此實驗探究,可以得出的結(jié)論是:其他條件不變時,。實驗二:利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之間的反應(yīng),探究外界條件改變對化學反應(yīng)速率的影響。實驗如下表:序號溫度/K0.02mol?L?1KMnO40.1mol?L?1H2C2O4H2O溶液顏色褪至無色時所需時間/sV/mLV/mLV/mLA293253t1B293V1358C31323V2t2(4)V2=;通過實驗A、B可探究的改變對反應(yīng)速率的影響。(5)利用實驗B中數(shù)據(jù)計算,用KMnO4的濃度變化表示的反應(yīng)速率為v(KMnO4)=。(6)實驗中發(fā)現(xiàn):反應(yīng)一段時間后該反應(yīng)速率會加快,造成此種變化的原因是:反應(yīng)體系中的某種粒子對KMnO4與H2C2O4之間的反應(yīng)有某種特殊的作用,則該作用是?!敬鸢浮浚?)Zn+2H+=H2+Zn2+(2)收集到氣體的體積(3)反應(yīng)物間接觸面積越大,反應(yīng)速率越快(4)5濃度(5)(6)Mn2+的催化作用【詳解】(1)Zn與硫酸反應(yīng)生成H2和ZnSO4,離子方程式為:Zn+2H+=H2+Zn2+。(2)按照圖Ⅰ裝置實驗時,限定了兩次實驗時間均為,還需要測定的另一個數(shù)據(jù)是收集到氣體的體積。(3)根據(jù)此實驗探究,可以得出的結(jié)論是:其他條件不變時,反應(yīng)物間接觸面積越大,反應(yīng)速率越快。(4)利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之間的反應(yīng),探究外界條件改變對化學反應(yīng)速率的影響,實驗中溶液總體積要設(shè)置相同,V2=2+5+3-2-3=5,A和B實驗中溫度相同,反應(yīng)物的濃度不同,通過實驗A、B可探究濃度的改變對反應(yīng)速率的影響。(5)利用實驗B中數(shù)據(jù)計算,溶液混合后的起始濃度為,用的濃度變化表示的反應(yīng)速率為。(6)實驗中發(fā)現(xiàn):反應(yīng)一段時間后該反應(yīng)速率會加快,造成此種變化的原因是反應(yīng)體系中的某種粒子對與H2C2O4之間的反應(yīng)有某種特殊的作用,則該作用是催化作用,相應(yīng)的粒子最有可能是Mn2+。【題型7數(shù)字化實驗探究化學反應(yīng)速率的影響因素】【例7】某化學小組利用傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機等設(shè)備,探究外界條件對化學反應(yīng)速率和限度的影響。回答下列問題:(1)在某溫度下,探究影響分解的因素的實驗方案如下:實驗序號實驗方案I25℃,10mL5%溶液Ⅱ50℃,10mL5%溶液Ⅲ25℃,10mL30%溶液Ⅳ25℃,少量,10mL5%溶液①實驗I、Ⅱ探究目的是;實驗I、Ⅲ相比反應(yīng)速率大的是。②實驗I、Ⅳ得出的結(jié)論是。(2)為進一步研究催化劑對分解反應(yīng)速率的影響,化學小組同學又做了下列實驗:

①定性研究:小組同學用圖1裝置進行實驗,在注射器中分別加入相同體積的1mol/L溶液和1mol/L溶液,可通過觀察,定性確定反應(yīng)速率的大小。②定量研究:為了更精確地研究催化劑對反應(yīng)速率的影響,小組同學利用圖2裝置進行定量實驗,向大試管中加入10mL2mol/L的溶液,向注射器中分別加入1mL1mol/L溶液和1mL1mol/L溶液,測定的數(shù)據(jù)是,比較催化劑對反應(yīng)速率的影響?!敬鸢浮浚?)探究溫度對化學反應(yīng)速率的影響實驗Ⅲ其它條件相同時,加入催化劑可加快化學反應(yīng)速率(2)氣球膨脹的快慢收集相同氣體所需要的時間【分析】通過通知變量法設(shè)計對照實驗,探究某溫度下,影響分解的因素,結(jié)合每組實驗變量進行對比分析;【詳解】(1)實驗I、Ⅱ中用到的試劑種類、體積和濃度均相同,而溫度不同,所以實驗?zāi)康模禾骄繙囟葘瘜W反應(yīng)速率的影響;實驗I、Ⅲ相比,實驗溫度、實際種類和體積均相同,而濃度不同,濃度越大,反應(yīng)速率越快,故反應(yīng)速率大的是:實驗Ⅲ;通過對比實驗I、Ⅳ可得出的結(jié)論:其它條件相同時,加入催化劑可加快化學反應(yīng)速率;(2)定性

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