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專題29 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 （滿分60分 時間30分鐘） 姓名：_______________ 班級：_______________ 得分：_______________ 1．下列實驗不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖莀________________。 序號 實驗內(nèi)容 實驗?zāi)康? A 盛有酸性溶液的兩只試管，一只加入溶液，另一只加入溶液 探究濃度對反應(yīng)速率的影響 B 一定條件下，分別在容積為1 L和容積為2 L的兩個密閉容器中加入等量的氫氣和碘蒸氣，發(fā)生如下反應(yīng)： H2(g)＋I(xiàn)2(g) 2HI(g)，獲得等量HI時需要的時間前者少 當(dāng)其他條件不變時，氣態(tài)反應(yīng)體系的壓強越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快 C 在容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g)，把容器的體積縮小一半 正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率也加快 D 向2支試管中各加入相同體積、相同濃度的3溶液，再分別加入不同體積相同濃度的稀硫酸，分別放入冷水和熱水中 探究溫度對反應(yīng)速率的影響 【答案】AD 【解析】 【詳解】A．濃度不同，但沒有說明溫度和壓強是否相同，則不能說明濃度對反應(yīng)速率的影響，故A選；B、對有氣體的反應(yīng)，壓強增大會增大化學(xué)反應(yīng)速率，能夠達(dá)到實驗?zāi)康模蔅不選；C．容器的體積縮小一半，壓強增大，則正逆反應(yīng)的反應(yīng)速率均增大，能夠達(dá)到實驗?zāi)康模蔆不選；D．二者混合后，3溶液的濃度不同，硫酸的濃度也不同，溫度不同，不能探究溫度對反應(yīng)速率的影響，故D選；故選AD。 2．Ⅰ.某探究性學(xué)習(xí)小組用相同質(zhì)量的鋅和相同濃度的足量的稀硫酸反應(yīng)得到實驗數(shù)據(jù)如下表所示： 實驗編號 鋅的狀態(tài) 反應(yīng)溫度/℃ 收集100 mL氫氣所需時間/s 1 塊狀薄片 15 200 2 塊狀薄片 25 90 3 粉末 25 10 （1）該實驗的目的是探究________、________對鋅和稀硫酸反應(yīng)速率的影響； （2）實驗1和2表明___________________________，化學(xué)反應(yīng)速率越大； （3）能表明固體的表面積對反應(yīng)速率有影響的實驗編號是________和_____________； （4）請設(shè)計一個實驗方案證明硫酸的濃度對該反應(yīng)的速率的影響：_________________________。 Ⅱ.近年來，隨著人們大量的開發(fā)使用，不但使得煤、石油、天然氣的儲量大大減少，而且直接燃燒化石燃料造成的環(huán)境污染問題，也是人類面臨的重大挑戰(zhàn)，如何實現(xiàn)化石燃料的綜合利用，提高效率，減少污染提上了日程． 為了提高煤的利用率，人們先把煤轉(zhuǎn)化為CO和H2，再將它們轉(zhuǎn)化為甲醇，某實驗人員在一定溫度下的密閉容器中，充入一定量的H2和CO，發(fā)生反應(yīng)：2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)，測定的部分實驗數(shù)據(jù)如下： （1）在500 s內(nèi)用H2表示的化學(xué)反應(yīng)速率是__________________ mol/（LS）。 （2）在1 000 s內(nèi)用CO表示的化學(xué)反應(yīng)速率是________ mol/（LS）， 1 000 s時CO的轉(zhuǎn)化率是__________。 （3）在500 s時生成的甲醇的濃度是________ mol/L。 【答案】固體表面積溫度溫度越高23在相同的溫度下，采用相同狀態(tài)的質(zhì)量相同的鋅片與兩種體積相同但濃度不同的稀硫酸反應(yīng)2.9610－3 mol/(Ls)1.2610－3 mol/(Ls)50.4%0.74 【解析】 【詳解】Ⅰ. （1）由實驗數(shù)據(jù)可知，2、3中接觸面積不同，1、2中溫度不同，則該實驗的目的是探究固體表面積、溫度對鋅和稀鹽酸反應(yīng)速率的影響。（2）1和2表明，溫度高的反應(yīng)時間少，則表明溫度越高，反應(yīng)速率越大。（3） 2、3中接觸面積不同，接觸面積大的反應(yīng)時間少，則能表明固體的表面積對反應(yīng)速率有影響的實驗編號為2、3，實驗結(jié)論是其他因素不變，固體表面積越大，反應(yīng)速率越快。（4）證 3．某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O72—轉(zhuǎn)化為Cr3＋,草酸被氧化成CO2。某課題組研究發(fā)現(xiàn)，少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)424H2O]可對該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對該反應(yīng)速率的影響，探究如下：在25 ℃下，控制光照強度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同，調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量，做對比實驗，實驗設(shè)計表如下： 驗編號 初始pH 廢水樣品體積/mL 草酸溶液體積/mL 蒸餾水體積/mL ① 4 60 10 30 ② 5 60 10 30 ③ 5 60 a 20 測得實驗①和②溶液中的Cr2O72—濃度 隨時間變化關(guān)系如圖所示。 ⑴ 寫出K2Cr2O7溶液中存在的平衡_____________，平衡常數(shù)表達(dá)式為K=________________, ⑵ 實驗設(shè)計表中a=___________________ ⑶ 上述反應(yīng)中參加反應(yīng)的Cr2O72-與草酸的物質(zhì)的量之比為___________________。 ⑷ 實驗①和②的結(jié)果表明____________________________；實驗①中0～t1時間段反應(yīng)速率 v(Cr3＋)＝______________________mol /(L?min)(用代數(shù)式表示)。 ⑸ 該課題組對鐵明礬[Al2Fe(SO4)424H2O]中起催化作用的成分提出如下假設(shè)，請你完成假 設(shè)二和假設(shè)三： 假設(shè)一：Fe2＋起催化作用：假設(shè)二：__________________；假設(shè)三：_________________；…… ⑹ 請你設(shè)計實驗驗證上述假設(shè)一，完成下表中內(nèi)容。(除了上述實驗提供的試劑外，可供選 擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4Al2(SO4)324H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O72—的濃度可用儀器測定) 實驗方案 預(yù)期實驗結(jié)果和結(jié)論 用等物質(zhì)的量的_______________代替實驗①中的鐵明礬，控制其他條件與實驗①相同，進(jìn)行對比實驗 ________________ 【答案】Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+ K= 20 1：3 溶液pH對該反應(yīng)的速率有影響（或溶液pH越小，反應(yīng)速率越大） molL－1min－1 Al3＋起催化作用 SO42—起催化作用 用等物質(zhì)的量的K2SO4Al2(SO4)324H2O代替實驗①中的鐵明礬，控制其他條件與實驗①相同，進(jìn)行對比實驗 反應(yīng)進(jìn)行相同時間后，若溶液中c(Cr2O72—)大于實驗①中的c(Cr2O72—)則假設(shè)一成立，若兩溶液中的c(Cr2O72—)相同，則假設(shè)一不成立 【解析】 【詳解】 ⑶反應(yīng)中Cr元素的化合價從＋6價降低到＋3價，得到3個電子，草酸中碳元素的化合價從＋3價升高到＋4價，失去1個電子，則根據(jù)得失電子守恒可知上述反應(yīng)中參加反應(yīng)的Cr2O72-與草酸的物質(zhì)的量之比為1：3； 【點睛】本題考查了探究影響反應(yīng)速率因素及重鉻酸根與草酸反應(yīng)過程中的催化作用，題目難度中等，注意掌握探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生從圖象中獲取數(shù)據(jù)并分析的能力、設(shè)計實驗的能力。 4．化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5。回答下列問題： （1）已知AX3的熔點和沸點分別為-93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔點為167 ℃。室溫時AX3與氣體X2反應(yīng)生成1 mol AX5，放出熱量123.8 kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__________________________。 （2）反應(yīng)AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容積為10 L的密閉容器中進(jìn)行。起始時AX3和X2均為0.2mol。反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行，反應(yīng)體系總壓強隨時間的變化如圖所示。 ①實驗a從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時的反應(yīng)速率v(AX5)=________(保留兩位有效數(shù)字)。 ②圖中3組實驗從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時的反應(yīng)速率v(AX5)由大到小的次序為___________ (填實驗序號)；與實驗a相比，其他兩組改變的實驗條件及判斷依據(jù)是： b____________________、c____________________。 ③用p0表示開始時總壓強，p表示平衡時總壓強，α表示AX3的平衡轉(zhuǎn)化率，則α的表達(dá)式為__________________。 【答案】AX3(l)+X2(g)AX5(s) ΔH=-123.8 kJ/mol0. 00017(或1.710-4 molL-1min-1)bca加入催化劑，反應(yīng)速率加快，但平衡沒有改變溫度升高，反應(yīng)速率加快，但平衡向逆反應(yīng)方向移動(或反應(yīng)容器的容積和起始物質(zhì)的量未改變，但起始總壓強增大)2(1-) 【解析】 【詳解】 的量之比有: p0/p=0.4/n， n=0.4p/p0 ,據(jù)反應(yīng)進(jìn)行如下計算： AX3（l） + X2（g）= AX5（s） 初始 （mol） 0.20 0.20 0 平衡（mol） 0.20-x 0.20-x x (0.20-x）+(0.20-x）+x=n，x=0.4-n=0.4-0.4p/p0 = 2(1-)；綜上所述，本題答案是：2(1-)。 【點睛】 本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫,化學(xué)反應(yīng)速率,轉(zhuǎn)化率的求算,影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素等內(nèi)容,難度中等,關(guān)鍵是要學(xué)生能正確理解壓強與物質(zhì)的量的關(guān)系,并由此進(jìn)行計算,有點難度,容易出錯。