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选择性必修1第二章化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率(2)_新人教版高二化学选修一、二、三_新人教版高中化学选择性必修第一册_高二化学(选择性必修第一册)学案练习

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文档格式
docx
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1.265 MB
文档页数
21 页
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文档内容

探究影响化学反应速率的因素——浓度、压强 重难点 题型 分值 重点 掌握浓度和温度对化学反应速率的影响 选择与填空 4-6分 难点 掌握浓度和温度对化学反应速率的影响 一、影响化学反应速率的因素: 1. 内因(主要因素):参加反应的物质的结构及性质。 【注意】反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。 2. 外因(其他条件不变,只改变一个条件):浓度、温度、压强、催化剂、其他因素等。 【注意】其他因素:增大固体的表面积(如将块状改为粉末状),可加快反应速率; 光照一般也可以加快某些反应速率;形成原电池可以加快反应速率;此外,超声波、放射 线、电磁波等因素也能影响反应速率。 二、外因对化学反应速率的影响 1. 浓度对化学反应速率的影响 第1页(1)浓度对化学反应速率的影响的探究 【实验】在温度不变的情况下,0. 01 mol·L-1 KMnO 酸性溶液与不同浓度的HC O 4 2 2 4 溶液反应的对比实验。 实验原理:2KMnO +5HC O+3HSO =KSO +2MnSO +10CO↑+8HO。 4 2 2 4 2 4 2 4 4 2 2 填写实验记录卡: 加入试剂 0. 2 mol·L-1的HC O 0. 1 mol·L-1的HC O 2 2 4 2 2 4 实验现象 酸性高锰酸钾溶液褪色 酸性高锰酸钾溶液褪色 较加入0. 1 mol·L-1的HC O 溶液 2 2 4 褪色时间 褪色所需时间长 褪色所需时间短 HC O 溶液浓度越大,酸性KMnO 溶液褪色越快,反应速率也 2 2 4 4 实验结论 越大;反之HC O 溶液浓度越小,反应速率越小。 2 2 4 (2)浓度对反应速率的影响 其他条件不变时,增大反应物浓度,反应速率增大;减小反应物浓度,反应速率减小。 (3)浓度对反应速率影响的理论解释 其他条件不变时,增大反应物的浓度,单位体积内活化分子的数目增多,单位时间内 有效碰撞的次数越多,化学反应速率越快。反之,反应物浓度减小,则化学反应速率减慢。 【求甚解】固体和纯液体的浓度是一个常数,所以增加这些物质的量,不会影响反应 的速率。 三、压强对化学反应速率的影响 (1)压强对化学反应速率的影响 对于有气体参加的反应,在相同温度下,压强越大,一定质量气体所占体积就越小, 单位体积内气体分子数越多。即增大压强(减小容器容积)相当于增大反应物的浓度,反 应速率加快;减小压强(增大容器容积)相当于减小反应物的浓度,反应速率减慢。 (2)压强对反应速率影响的理论解释 对于有气体参加的化学反应,若其他条件不变,增大压强,体积减小,反应物浓度增 大,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞次数增多,反应速率加快;减小压强,反应速 率减慢。压强对无气体参加的反应的反应速率无影响 【求甚解】压强改变对化学反应速率的影响是通过对气体浓度的改变而实现的。若反 应物全部为固体、纯液体或溶液,由于压强变化对其浓度几乎无影响,故可认为反应速率 不变。 所以分析压强改变对反应速率的影响,关键是看参加反应的气体浓度是否有变化。若 第2页气体浓度有变化,则化学反应速率一定改变;若气体浓度无变化,则化学反应速率不改变 具体分为以下几种情况: (1)恒温时,压缩体积 压强增大 气体反应物浓度增大 反应速率加快。 (2)恒温时,对于恒容密闭容器: ①充入气体反应物 压强增大 气体反应物浓度增大 反应速率加快。 【举例】1:对于化学反应:N (g)+O (g) 2NO(g),在密闭容器中,下 2 2 列条件的改变引起该反应的反应速率的变化是什么(填“加快”“不变”或“减慢”)。 A. 缩小体积使压强增大:加快_。 B. 体积不变充入N 使压强增大:加快。 2 【答案】加快 加快 【解析】对于有气体参加的反应,压强的增大必须引起浓度的增大才能加快反应速率, 故A、B使反应速率加快。 ②充入“惰性气体” 总压强增大→气体反应物浓度未改变→反应速率不变。(对 应举例A) (3)恒温恒压时,充入“惰性气体” 体积增大 气体反应物浓度减小 反应 速率减小。 【注意】我们把化学反应体系中与各反应成分不发生反应的气体统称为“惰性气体” 【举例】2:密闭容器中进行反应:2SO (g)+ O (g) 2SO (g) 2 2 3 A. 恒温、恒容时充入He:体系压强增大,由于反应物和生成物浓度不变,反应速率 不变。 B. 恒温、恒压时充入He,由于SO 、O 、SO 的物质的量不变,体积V变大,气体反 2 2 3 应物和生成物的浓度减小,反应速率减小。 例题1 10 mL浓度为1mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能 减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是( ) A. K SO B. CHCOOH C. CuSO D. Na CO 2 4 3 4 2 3 【答案】A 【解析】该反应实质是Zn+2H+ = Zn2++H ↑,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量, 2 则减小c(H+)但最终不减少反应的n(H+)即符合条件。A项,加入KSO 溶液会使c 2 4 (H+)减少但最终n(H+)不变,符合题意;B项,加入CHCOOH溶液,会使氢气生成 3 量增大;C项,加入CuSO 溶液,锌与Cu2+反应置换出铜形成铜锌原电池,会使生成氢气 4 第3页的速率变大;D项,加入NaCO 溶液会和HC1发生反应,会使n(H+)减小,生成氢气的 2 3 量减小。 【名师点拨】对影响化学反应速率因素的分析,要从化学反应本身的特点和实质入手, 正确分析条件变化对化学反应实质性的影响,易错点是忽视固体和纯液体的影响;A项中 提供的物质与反应无关,实质是对盐酸进行了稀释。 例题2 在容积可变的密闭容器中,发生反应 A(?)+B(g) C(g),下列 条件的改变使其反应速率一定增大的是( ) A. 增加A的量 B. 保持反应容器体积不变,充入N(不参与反应)使体系压强增大 2 C. 将反应容器的体积缩小一半 D. 充入不反应的惰性气体使容器体积变大 【答案】C 【解析】若A为非气态,则增加A的量,反应速率不变,A项错误;保持反应容器体 积不变,充入N (不参与反应)使体系压强增大但反应物的浓度不变,反应速率不变,B 2 项错误;将反应容器的体积缩小一半,反应物浓度增大,反应速率加快,C项正确;充入 不反应的惰性气体使容器体积变大反应物浓度较小,反应速率减慢,D项错误。 例题3 HO 分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下HO 浓度随时间 2 2 2 2 的变化如图所示。下列说法正确的是( ) A. 图甲表明,其他条件相同时,HO 浓度越小,其分解速率越快 2 2 B. 图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,HO 分解速率越快 2 2 C. 图丙表明,少量Mn 2+存在时,溶液碱性越强,HO 分解速率越快 2 2 D. 图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对HO 分解速率的影响大 2 2 【答案】D 【解析】由图甲可知,过氧化氢浓度越大,分解速率越快,A错误;由图乙可知,溶 液的碱性越强即pH越大,HO 分解速率越快,B错误;由图丙可知,少量Mn2+存在时, 2 2 加入0. 1mol·L-1NaOH溶液比加入1. 0 mol·L-1NaOH溶液时HO 的浓度变化大,C错误;由 2 2 第4页图丙和图丁可知,碱性溶液中Mn2+浓度越大,HO 分解速率越快,D正确。 2 2 (答题时间:40分钟) 一、选择题 1. 在影响化学反应速率的因素中,决定化学反应速率的主要因素是( ) ①温度 ②浓度 ③催化剂 ④压强 ⑤反应物本身的性质 A. ①②③④⑤ B. ⑤ C. ①②③ D. ①②③④ 2. 下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是( ) A. Cu能与浓硝酸反应,而不与浓盐酸反应 B. Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快 C. N 与O 在常温、常压下不反应,放电时可反应 2 2 D. Cu与浓硫酸能反应,而不与稀硫酸反应 3. 设C+CO 2CO,正反应是吸热反应,反应速率为v ;N +3H 2NH ,正反 2 1 2 2 3 应是放热反应,反应速率为 v 。对于上述反应,当温度升高时,v 和v 的变化情况为( 2 1 2 ) A. 同时增大 B. 同时减小 C. v 增大,v 减小 D. v 减小,v 增大 1 2 1 2 4. A、B在溶液中发生反应:A+B C。现将A、B两种反应物进行以下五个实验,其 中①~④在20 ℃时进行,⑤在40 ℃时进行,实验刚开始时,反应速率由大到小的顺序正 确的是( ) ①20 mL 0. 2 mol·L-1 A+20 mL 0. 2 mol·L-1 B ②50 mL 0. 5 mol·L-1 A+50 mL 0. 5 mol·L-1 B ③10 mL 1 mol·L-1 A+10 mL 1 mol·L-1 B+30 mL H O 2 ④20 mL 1 mol·L-1 A+60 mL 0. 4 mol·L-1 B ⑤30 mL 0. 6 mol·L-1 A+30 mL 0. 6 mol·L-1 B A. ②④⑤①③ B. ⑤④②③① C. ④②⑤①③ D. ③⑤④②① 5. 对于反应M+N P,如果温度每升高10℃,反应速率增加为原来的2倍,在 10℃时完成反应的40%需要60 min,将温度提高到40℃完成反应的40%需要的时间为( ) A. 2 min B. 4 min 第5页C. 6 min D. 7. 5 min 6. 20 ℃时,将0. 1 mol·L-1 Na SO 溶液10 mL和0. 01 mol·L-1 HSO 溶液10 mL混合, 2 2 3 2 4 2 min后溶液中明显出现浑浊,已知温度每升高10 ℃,化学反应速率增大到原来的2倍, 那么50 ℃时,同样的反应要看到同样的浑浊,需要的时间是( ) A. 40 s B. 15 s C. 48 s D. 20 s *7. 某些金属氧化物粉末和 Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率 (v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是( ) 8. 在2升的密闭容器中,发生以下反应:2A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)。若 最初加入的A和B都是4 mol,在前5秒钟A的平均反应速度为0. 1 mol/(L·s),则10秒 钟时,容器中B的物质的量是( ) A. 等于3 mol B. 大于3 mol C. 小于3 mol D. 等于3. 5 mol 9. 当浓度恒定时,A、B两种物质在不同温度下进行反应:A+3B 3C。10 ℃时,反 应速率v(B)=0. 3 mol·L-1·s-1;50 ℃时,反应速率v(A)=25. 6 mol·L-1·s-1。若该反应 温度升高10 ℃,反应速率增至原来的n倍,则n值为( ) A. 4 B. 3 C. 3. 5 D. 2. 5 二、填空题 *10. 以天然气为原料合成尿素的生产中,主要反应之一为: CH(g)+H O(g) CO(g)+3H (g) ΔH>0 4 2 2 请根据题目要求回答下列问题: (1)在一定条件下,将0. 05 mol CH 和0. 10 mol H O(g)放入容积为2 L的密闭容 4 2 器中,20 s时有0. 01 mol CO生成,则H 的化学反应速率为 。 2 (2)在其他条件不变的情况下降低温度,则逆反应速率 (填“增大”“减 小”或“不变”,下同);在其他条件不变的情况下升高温度,则正反应速率 。 第6页第7页1.【答案】B 【解析】影响化学反应速率的因素有内因和外因,内因(即反应物本身的性质)是主 要因素。 2.【答案】A 【解析】要想说明反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定性因素,则该实验事 实应区别在反应物本身而不是外界因素如浓度、压强、温度、催化剂等。其中选项B、D 为浓度不同对反应速率的影响,选项C为反应条件不同对反应速率的影响,只有选项A是 因浓硝酸与浓盐酸本身性质不同对反应速率的影响。 3.【答案】A 【解析】在讨论外界条件对反应速率的影响时要注意:只有浓度变化对反应速率的影 响有选择性,即增大反应物浓度则增大正反应速率,增大生成物浓度则增大逆反应速率, 反之亦然。而温度、压强(对有气体参加的反应有影响)、催化剂的影响是广泛的,不论 反应吸热、放热,温度升高都将增大反应速率(反应物能量升高、活化分子百分数升高) 不论反应前后气体体积增大还是减小,增大压强都将增大反应速率(反应物浓度增大、活 化分子总数增大)。因此选项A正确。 4.【答案】B 【解析】由提供数据可算出第①组A、B物质的量浓度均为0. 1 mol·L-1;第②组A、B 物质的量浓度均为0. 25 mol·L-1;第③组A、B物质的量浓度均为0. 2 mol·L-1;第④组A物 质的量浓度为0. 25 mol·L-1,B物质的量浓度为0. 3 mol·L-1;第⑤组A、B物质的量浓度均 为0. 3 mol·L-1且温度最高,因此其反应速率由大到小的顺序为⑤④②③①。 5.【答案】D 【解析】每升高10℃,反应速率增加为原来的2倍,当从10℃~40℃时,即升高了 30℃,设10℃时反应速率为v,40 ℃时完成相同量所需时间为t,则有:60 min×v = 0 0 t×23v ,解得t=7. 5 min。 0 6.【答案】B 【解析】由题意知50 ℃时温度升高30 ℃,反应速率是20 ℃时的8倍,则出现浑浊 1 8 的时间为20 ℃时的 ,即15 s。 7.【答案】B 【解析】在低温时,铝热反应不能发生,反应速率为 0;一旦引发后,由于反应放热, 放出的热加速反应,B项正确。 8.【答案】B 【解析】若A的平均反应速率保持0. 1 mol/(L·s),即B的平均反应速率保持0. 05 第8页mol/(L·s),10 s时,反应掉B的浓度为0. 05 mol/(L·s)×10 s=0. 5 mol·L-1,即反应掉 的n(B)=0. 5 mol·L-1×2 L=1 mol,容器中剩余3 mol B;由于随反应的进行,反应物浓 度减小,化学反应速率减慢,故10 s时反应掉B的物质的量小于1 mol,容器中B的物质 的量大于3 mol。 9. 【答案】A 【解析】在10 ℃时,v(B)=0. 3 mol·L-1·s-1,等效于v(A)=0. 1 mol·L-1·s-1。由10 ℃至50 ℃,温度升高40 ℃,则0. 1 mol·L-1·s-1×n4=25. 6 mol·L-1·s-1,即n4=256,解得: n=4。 二、非选择题 10. (1)7. 5×10-4 mol·L-1·s-1 (2)减小 增大 0.01mol 【解析】(1)由题意可知20 s时有0. 01 mol CO生成,所以v(CO)= 20s×2L =2. 5×10-4 mol·L-1·s-1,v(H )=3v(CO)=7. 5×10-4 mol·L-1·s-1。(2)其他条件不变时,降低 2 温度使正、逆反应速率都减小;升高温度使正、逆反应速率都增大。 第9页探究影响化学反应速率的因素——温度、催化剂 重难点 题型 分值 1. 掌握温度和催化剂对化学反应速率的影响 重点 2. 控制变量法分析影响化学反应速率的因素 选择与填空 4-6分 1. 温度和催化剂对化学反应速率的影响 难点 2. 控制变量法分析影响化学反应速率的因素 一、影响化学反应速率的因素——温度、催化剂 1. 温度对化学反应速率的影响 (1)温度对化学反应速率的影响的探究 实验一: 实验步骤 实验温度 70℃热水 25℃冷水 出现黄色浑浊的时间(填 短 长 “长”或“短”) 实验原理 NaSO+HSO =NaSO +SO ↑+HO+S↓ 2 2 3 2 4 2 4 2 2 第10页实验二:已知 4H+ + 4I- + O = 2I + 2H O。在两支试管中分别依次加入 0. 2 2 2 1mol·L-1HSO 溶液5mL、1mol·L-1KI溶液5mL、3滴淀粉溶液。 2 4 将一支试管置于热水中,另一支试管置于冷水中。实验中观察到的实验现象是两试管 中溶液都出现蓝色,且置于热水中的试管中溶液出现蓝色较快。由该实验得出的结论是升 高温度,反应速率加快。 (2)温度对反应速率的影响 其他条件不变时,升高温度,化学反应速率加快;降低温度,化学反应速率减慢。 【注意】所有化学反应的反应速率都与温度有关。一般来说,温度对化学反应速率的 影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大,也更易于控制,升高温度是实验室最常用 的加快化学反应速率的方法。大量实验表明:温度每升高10℃,反应速率通常增大到原来 的2倍到4倍。 (3)温度对反应速率影响的理论解释 其他条件不变时,升高温度,反应物分子的能量升高,使一部分原来能量较低的分子 变成活化分子,从而增大了反应物分子百分数使有效碰撞次数增多,因为化学反应速率加 快。此外由于温度升高,会使分子的运动速率加快,单位时间里反应物分子间的碰撞次数 增加,反应速率也会相应的加快。 【求甚解】(1)温度对反应速率的影响规律对吸热反应和放热反应都适用,且不受反 应物状态的限制。升温时,吸热反应和放热反应的速率均增大;降温时,吸热反应和放热 反应的速率均减小。 (2)温度改变,对吸热反应速率和放热反应速率的影响方向相同,但程度不同,吸热 反应受到的影响程度更大。对于同一反应,升高温度时,吸热反应方向和放热反应方向的 化学反应速率均增大,吸热反应方向的化学反应速率增大得更多;降低温度,吸热反应方 向和放热反应方向的化学反应速率均减小,吸热反应方向的化学反应速率减小得更多。 2. 催化剂对化学反应速率的影响 (1)催化剂对反应速率的影响的实验探究 实验一:探究催化剂对反应速率的影响 实验操作 未加入MnO 时,带火星的木条无明 加入MnO 后,锥形瓶内立即产生大 2 2 实验现象 显变化 量气泡,并且带火星的木条复燃 解释 HO 分解缓慢 加入MnO ,HO 分解速率加快 2 2 2 2 2 第11页MnO 实验原理 2HO 2 2HO+O↑ 2 2 2 2 实验结论 MnO 能催化HO 的分解,加快了HO 的分解速率 2 2 2 2 2 实验二:探究不同催化剂对化学反应速率的影响程度 已知:Cl-对HO 的分解无催化作用。 2 2 ①在试管中先加入2mL 5% 的HO 溶液,再加入1mL 0. 1mol·L-1 FeCl 溶液,观察到 2 2 3 的实验现象是产生气泡比较快。 ②在试管中先加入2mL5%的HO 溶液,再加入1ml 0. 1mol·L-1 CuCl 溶液,观察到的 2 2 2 实验现象是产生气泡比较慢。 ③由上述①和②实验得出的结论是Fe3+、Cu2+对HO的分解都有催化作用,但Fe3+催化 2 作用较强。 (2)催化剂对反应速率的影响 使用催化剂可以改变(加快或减慢)化学反应的速率。在不加说明时,催化剂一般是 指能使反应速率加快的正催化剂。 【归纳】影响化学反应速率的其他因素 影响化学反应速率的因素的作用强弱顺序一般是催化剂>温度>浓度。其他常见因素 如光照、反应物固体颗粒的大小、电碰波、超产波、溶剂的性质等也会对化学反应速率产 生影响。 (3)催化剂影响化学反应速率的原因 在其他条件不变时,催化剂能够增大化学反应速率的原因是它可使反应途径发生改变, 降低反应的话化能,使更多的反应物分子成为活化分子,大大增加单位体积内活化分子百 分数。 如图所示,其中途径a表示无催化剂,途径b表示有催化剂,使用催化剂后,反应的 活化能降低,活化分子百分数增大。 【小结】各种因素对反应速率的影响列表对比分析如下: 反应条件 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率 第12页分子总数 活化分子数 活化分子百分数 增大浓度 增加 增加 不变 增加 加快 增大压强 增加 增加 不变 增加 加快 升高温度 不变 增加 增加 增加 加快 加催化剂 不变 增加 增加 增加 加快 二、化学反应速率影响因素的分析方法 1. 控制变量法 影响化学反应速率的因素有多种,在探究相关规律时,需要控制其他条件不变,只改 变一个条件,探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验能够考查学生对图标的观察 分析能力,这几年高考试题中常有所涉及。 【举例】硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为 NaSO + H SO = Na SO 2 2 3 2 4 2 4 +S↓+SO ↑+ H O,下列各组实验中最先出现浑浊的是( ) 2 2 温度 NaSO 溶液 稀硫酸 HO 2 2 3 2 实验 ℃ V/mL c/ mol ·L-1 V/mL c/ mol ·L-1 V/mL A 25 5 0. 1 10 0. 1 5 B 25 5 0. 2 5 0. 2 10 C 35 5 0. 1 10 0. 1 5 D 35 5 0. 2 5 0. 2 10 【答案】D 第13页【解析】对比4个实验,反应物浓度越大,温度越高,反应速率越快,根据表中数据 可判断,D项的反应温度较高,反应物的浓度较大,则反应速率最快,最先出现浑浊。 2. 分清主次法 当多个因素同时影响反应速率时,要分清哪个是主要因素。如锌与硫酸反应时,氢气 的生成速率先由大到小,这是因为锌与硫酸反应时放热,体系温度逐渐升高,此时温度对 反应速率影响占主导地位,所以氢气的生成速率由小变大;一段时间后,反应体系中 H+的 浓度减小,此时浓度对反应速率的影响占主导地位,所以氢气的生成速率又由大变小。 例题 1 某同学做浓度对化学反应速率的影响的实验时,将 3支试管分别编号为 ①②③,并按表中各物质的物质的量进行实验,记录下的时间数据如表所示。 下列叙述中不正确的是( ) 试管编号 3% Na SO 溶液 HO HSO 溶 液 出现浑浊时间 2 2 3 2 2 4 (1∶5) ① 3 mL 3mL 5滴 33s ② a mL 2 mL 5滴 28s ③ 5 mL b mL 5滴 16s A. 该实验反应的化学方程式为NaSO + H SO = Na SO +S↓+SO ↑+ H O 2 2 3 2 4 2 4 2 2 B. Na SO 浓度越大,反应速率越快 2 2 3 C. a=4 D. b=2 【答案】D 【解析】NaSO 中S元素的化合价为+2价,既具有氧化性又具有还原性,在酸性条 2 2 3 件下会发生自身的氧化还原反应,化学方程式为NaSO + H SO = Na SO +S↓+SO ↑+ 2 2 3 2 4 2 4 2 HO,A项正确;根据影响反应速率的条件,在其他条件不变时,反应物的浓度越大,反 2 应速率越快,B项正确;这实验是研究浓度对化学反应速率的影响,要保证除NaSO 浓度 2 2 3 不同外,其余反应条件均相同,根据①可知V(NaSO 溶液)+V(HO)=6mL,②中水 2 2 3 2 的体积是2mL,则NaSO 溶液的体积为4mL,即a=4,C项正确;与C中分析同理,可得 2 2 3 ③中水的体积是6mL-5mL=lmL,即b=l,D项错误。 【点拨】控制变量法是一种常用的实验方法,分析该类型题目的关键在于找出相同量 和变化量,相同量一致时,引起变化的变化量就是需要分析的影响因素。 第14页例题2 为比较Fe3+和 Cu2+对HO 分解反应的催化效果,甲、乙两组同学分别设计了 2 2 图1、图2所示的实验。下列叙述中不正确的是( ) A. 图1实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小 B. 若图1所示实验中反应速率为①>②,则一定说明Fe3+比Cu2+对HO 分解催化效果 2 2 好 C. 用图2装置比较反应速率,可测定在相同状况下反应产生的气体体积及反应时间 D. 为检查图2装置的气密性,可关闭分液漏斗活塞,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 【答案】B 【解析】由于FeCl 和CuSO 的阴离子不相同,故若图1所示实验中反应速率为 3 4 ①>②,不能说明Fe3+比Cu2+对HO 分解催化效果好。 2 2 例题3 NaHSO 溶液在不同温度下均可被过量KIO 氧化,当NaHSO 完全消耗时有I 3 3 3 2 析出,依据 I 析出所需时间可以求 得 NaHSO 的反应速率。将浓度 均为 0. 2 3 020mol·L-1NaHSO 溶液(含少量淀粉)10. 0mL、酸性KIO 溶液(过量)40. 0mL混合,记 3 3 录10-55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。据图分析,下列判 断正确的是 ( ) 第15页A. 40℃之前,温度升高反应速率减慢,变蓝所用时间变长 B. 40℃之后,溶液变蓝的时间随温度的升高变短 C. 图中b、c两点对应的NaHSO 的反应速率相等 3 D. 图中a点对应的NaHSO 的反应速率为5. 0×10-5mol·L-1·s-1 3 【答案】D 【解析】由图像可知,40℃之前,温度越高,溶液变蓝所用时间越短,说明反应速率 越快,故A错误;40℃之后,温度越高,溶液变蓝所用时间越长,故B错误;图中b、c两 点对应的反应温度不同,其他条件均相同,所以两点反应速率不同,故 C错误;a点对应 的 溶 液 变 蓝 所 用 时 间 为 80s , NaHSO 的 浓 度 变 化 为 3 , a 点 对 应 的 NaHSO 的 反 应 速 率 为 3 ,故D正确。 【点拨】本题解题关键在于明确40℃前溶液变色时间与反应速率成反比,并结合温度 对反应速率的影响进行分析。 (答题时间:40分钟) 一、选择题 1. 在带有活塞的密闭容器中发生反应:Fe O +3H =2Fe+3HO(g),采取下列措施能 2 3 2 2 改变反应速率的是( ) A. 增加Fe O 的量 2 3 B. 保持容器容积不变增加H 输入量 2 C. 减少Fe的量 D. 保持容器体积不变,增加HO(g) 2 2. 对反应A+B=AB来说,常温下按以下情况进行反应: ①20 mL溶液中含A,B各0. 01 mol ②50 mL溶液中含A,B各0. 05 mol ③0. 1 mol·L-1的A,B溶液各10 mL ④0. 5 mol·L-1的A,B溶液各50 mL四者反应速率的大小 关系是( ) A. ②>①>④>③ B. ④>③>②>① C. ①>②>④>③ D. ①>②>③>④ 3. 某实验小组以HO 分解为例,研究浓度、催化剂对反应速率的影响。在常温下按照 2 2 如下方案完成实验。实验②的反应物应为( ) 第16页实验编号 反应物 催化剂 ① 10 mL 2%H O 溶液 无 2 2 ② 无 ③ 10 mL 5%H O 溶液 MnO 固体 2 2 2 A. 5 mL 2%H O 溶液 B. 10 mL 5%H O 溶液 2 2 2 2 C. 10 mL 2%H O 溶液 D. 5 mL 10%H O 溶液 2 2 2 2 4. 实验室用Zn与稀硫酸反应来制取H ,常加入少量CuSO 溶液来加快反应速率。为了 2 4 研究CuSO 的量对H 生成速率的影响,某同学设计了下表实验方案,将表中所给的试剂按 4 2 一定体积混合后,将大小相同的Zn片(过量)分别加入四个反应容器(甲、乙、丙、丁) 中,收集产生的气体,并记录收集等体积气体所需的时间。 实验 甲 乙 丙 丁 试剂 4 mol·L-1硫酸/mL 20 V V V 1 2 3 饱和CuSO 溶液/mL 0 2. 5 V 10 4 4 HO/mL V V 8 0 2 5 6 收集气体所需时间/s t t t t 1 2 3 4 下列说法正确的是( ) A. t =t=t=t B. V=V= 1 2 3 4 4 5 10 C. V=7. 5 D. V 44. 0 s D. 数据不足,无法判断 (4)通过分析比较上表数据,得到的结论是 。 第19页1.【答案】B 【解析】增加固体Fe O 的量反应速率不变,A错误;保持容器容积不变增加H 输入 2 3 2 量,氢气浓度增大,反应速率加快,B正确;减少固体Fe的量反应速率不变,C错误;保 持容器体积不变,增加HO(g),水蒸气浓度增大,但HO(g)为生成物、且反应不可 2 2 逆,反应速率不变,D错误。故选B。 2.【答案】A 【解析】①②③④中反应物的浓度分别是 0. 01 mol÷0. 02 L=0. 5 mol·L-1、0. 05 mol÷0. 05 L=1 mol·L-1、0. 1 mol·L-1÷2=0. 05 mol·L-1、0. 5 mol·L-1÷2=0. 25 mol·L-1, 所以反应速率大小关系是②>①>④>③,答案选A。 3.【答案】B 【解析】根据表中数据可知,实验①②是探究浓度对反应速率的影响,因此双氧水的 浓度一定不是2%;实验②③是探究催化剂对反应速率的影响,双氧水的浓度和用量与实验 ③相同,即实验②的反应物应为10 mL 5% HO 溶液。 2 2 4.【答案】C 【解析】甲、乙、丙、丁为对比实验,目的是探究CuSO 的量对H 生成速率的影响, 4 2 故甲、乙、丙、丁四容器中c(H+)应相同,而收集相同量H 所用的时间不同。即开始加 2 入4 mol·L-1硫酸的量相同,加水后四种溶液体积也相同。因此,V =V =V =20 mL; 1 2 3 根据丁中加入10 mL CuSO 溶液和0 mL H O,可知四个容器中溶液的总体积均为20 mL+ 4 2 10 mL=30 mL,则V=10 mL,V=7. 5 mL,V=2 mL。 5 6 4 5.【答案】C 【解析】增大压强分子总数不变、活化分子百分数也未变,但因容器体积缩小,必引 起单位体积内活化分子数增加,因此有效碰撞次数增多,则反应速率加快,故正确答案为 C。 6.【答案】C 【解析】由题目信息可知,NaClO 在酸性溶液中生成亚氯酸,生成的亚氯酸在刚加入 2 硫酸时反应缓慢,随后突然反应加快,这说明分解生成的产物中的某种物质起了催化剂的 作用,故正确答案为C。 7.【答案】B 【解析】①C是固体,增加C的量,不改变浓度,不影响化学反应速率;②将容器的 体积缩小一半,气体浓度增大,化学反应速率加快;③保持体积不变,充入N,N 是无关 2 2 气体,没有影响有关气体的浓度,化学反应速率不变;④保持压强不变,充入N,体积增 2 大,导致有关气体浓度减小,化学反应速率减慢,选①③,即B。 第20页8.【答案】(1)固体表面积 温度 (2)温度越高 (3)Ⅱ Ⅲ (4)在相同的温 度下,采用相同状态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的稀硫酸反应 【解析】(1)分析表中信息知,锌的状态不同、温度不同,则实验目的为探究固体表 面积、温度对锌和稀盐酸反应速率的影响。 (2)实验Ⅰ和Ⅱ中,温度不同,温度高的反应速率快,即温度越高,化学反应速率越 大。 (3)实验Ⅱ和Ⅲ中,固体表面积不同,表面积大的反应速率快,即其他因素不变,固 体表面积越大,反应速率越快。 (4)探究硫酸浓度对化学反应速率的影响,必须保证温度和锌的用量和状态相同。证 明硫酸的浓度对该反应的速率的影响的实验方案为:在相同的温度下,采用相同状态的质 量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的稀硫酸反应。 2− 9.【答案】(1)研究反应物I-与SO8 的浓度对反应速率的影响 2 (2)29. 3 (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) 2− 【解析】(2)分析所给数据,可以得出显色时间与c(I-)·c(SO8 )数值成反比, 2 2− 利用①⑤两组数据,可知两组实验中c(SO8 )相同,而c(I-)⑤是①的3倍,因此⑤所 2 1 88.0s 3 3 用显色时间是①的 ,即 =29. 3 s。 (3)在反应物起始浓度相同的条件下,温度越高,反应速率越大,则显色时间越短。 故选A。 第21页