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第二节 化学反应的速
率与限度
第1课时 化学反应速率
第6章 化学反应与能量
【课程标准要求】
1.了解化学反应速率的概念和表示方法,并能进行简单计算。
2.理解影响化学反应速率的因素及规律,并能合理解释生产、生活中的相关化学现象。
3.学会运用变量控制研究影响化学反应速率的方法。
新知自主预习
课堂互动探究
课时训练
目
录
CONTENTS
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课堂小结·即时达标
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一、化学反应速率及其表示方法
衡量化学反应过程进行快慢程度
反应物浓度
生成物浓度
mol/(L·s)
mol/(L·min)
提醒
(1) 化学反应速率无论是用反应物表示还是用生成物表示都取正值,而且是某一段时间内的平均速率,不是某一时刻的瞬时速率。
(2)在一定温度下,对于固体和纯液体物质来说,其单位体积里的物质的量不会改变,即它们的物质的量浓度为常数,故一般不用固体或纯液体物质来表示反应速率。
【微自测】
1.下列描述中正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)化学反应速率的单位通常为mol·L-1或mol·min-1( )
(2)反应速率是指某反应在某时刻的瞬时速率( )
(3)对有固体参加的化学反应,可用单位时间固体浓度的改变量表示化学反应速率( )
(4)化学反应速率为0.8 mol/(L·s)是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1( )
(5)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显( )
×
×
×
×
×
二、影响化学反应速率的因素
1.内因
反应物本身的________是影响化学反应速率的主要因素。
性质
2.外因(其他条件不变,只改变一个条件)
增大
减小
增大
减小
增大
减小
表面积
【微自测】
2.下列有关化学反应速率的说法中正确的是( )
A
解析 锌粉与盐酸的接触面积大,所以锌粉与盐酸反应产生氢气的速率比锌片快,B错误;常温下浓硫酸能够使铁钝化,形成的氧化膜隔绝了硫酸与铁的接触,反应停止,C错误;增大压强,反应体系中的有关气体的浓度增大,反应速率增大,D错误。
二、影响化学反应速率的因素探究
一、化学反应速率的简单计算和大小比较
微专题3 变量控制法
一、化学反应速率的简单计算和大小比较
1.化学反应速率的简单计算
———————【核心归纳】———————
(2)对于已知反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示,当单位相同时,同一段时间内用不同物质的化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
(3)由于一个化学反应中各物质的化学计量数不一定相同,所以同一化学反应用不同的物质表示的化学反应速率数值可能不同,但所表示的意义相同,因而表示一个化学反应的反应速率时,须指明用哪一种物质来表示。
2.定量法比较化学反应速率的大小
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时,下列说法中错误的是( )
A.2 s末氨气的反应速率为0.4 mol·L-1·s-1
B.前2 s时间内氨气的平均反应速率为0.4 mol·L-1·s-1
C.前4 s时间内氨气的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
D.2~4 s时间内氨气的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1
———————【实践应用】———————
N2 H2 NH3
起始浓度/mol·L-1 1.0 3.0 0.2
2 s末浓度/mol·L-1 0.6 1.8 1.0
4 s末浓度/mol·L-1 0.4 1.2 1.4
A
2.反应A(g)+3B(g)===2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.15 mol/(L·s) B.v(B)=0.6 mol/(L·s)
C.v(C)=2.4 mol/(L·min) D.v(D)=0.45 mol/(L·s)
D
二、影响化学反应速率的因素探究
设计实验探究温度、浓度、催化剂、固体表面积对化学反应速率的影响,观察现象,总结外界条件对反应速率的影响。
———————【活动探究】———————
1.温度对化学反应速率影响的探究
实验操作:
2.浓度对化学反应速率影响的探究
实验操作:
3.催化剂对化学反应速率影响的探究
实验操作:
4.探究固体反应物表面积对化学反应速率的影响
实验操作:
1.铁粉与一定浓度的稀盐酸反应时,增加铁粉的用量能否加快化学反应速率?
提示:不能。对于固态或纯液态物质,浓度可视为常数,改变其用量,浓度不发生改变,不影响化学反应速率。
2.对于恒温密闭容器内的化学反应,若改变容器体积,化学反应速率如何变化?
提示:若改变容器体积,容器内反应物的浓度发生改变(如有气体参加的反应),则缩小容器体积(增大压强),反应物浓度增大,化学反应速率增大;反之,增大容器体积(减小压强),反应物浓度减小,化学反应速率减小。
3.对于恒温恒容密闭容器内有气体参加的化学反应,若充入Ar气,化学反应速率如何变化?
提示:若通入Ar气,容器内反应物的浓度不变,化学反应速率不变。
4.对于恒温恒压密闭容器内有气体参加的化学反应,若充入Ar气,化学反应速率如何变化?
提示:若通入Ar气,导致容器的体积增大,容器内反应物的浓度减小,化学反应速率减小。
1.外界条件对化学反应速率的影响规律
(1)影响规律
———————【核心归纳】———————
外界因素 规律(其他条件不变)
浓度 增大反应物的浓度,化学反应速率增大;
减小反应物的浓度,化学反应速率减小
温度 升高温度,化学反应速率增大;
降低温度,化学反应速率减小
压强 对于有气体参加的反应,增大气体的压强,化学反应速率增大;减小气体的压强,化学反应速率减小
催化剂 一般地,使用催化剂能极大地增大反应速率
固体的表面积 增大固体反应物的表面积,化学反应速率增大
其他 光照、溶剂、形成原电池等,也能影响化学反应速率
(2)注意事项
①浓度对化学反应速率的影响只适用于在溶液中进行或有气体参加的化学反应,在一定温度下,固体或纯液态物质的浓度是一个常数,改变其用量,对反应速率无影响。
②温度对任何化学反应的速率都有影响作用,且不受反应物状态的影响,不论是吸热反应还是放热反应,升高温度都能加快反应速率,降低温度都能减慢反应速率。
③催化剂参与化学反应,能同等程度地加快正、逆反应的速率,但其质量和化学性质在反应前后保持不变。催化剂只有在适宜的温度下才能最大限度地显示其催化作用,不同的催化剂所需要的适宜温度不一定相同。
④压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度实现的。
2.压强对化学反应速率影响剖析
3.下列有关反应速率的说法正确的是( )
A.用铁片和稀硫酸反应制氢气时,改用98%的硫酸可以加快反应速率
B.100 mL 2 mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化反应是一个放热的反应,所以升高温度,反应速率变慢
D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强反应速率变慢
———————【实践应用】———————
D
解析 常温下铁遇浓硫酸钝化,不能加快反应速率,不选A;加入氯化钠溶液,引入水盐酸的浓度减小,反应速率减慢,不选B;升高温度,任何反应的反应速率均加快,不选C;减小压强,反应速率减慢,选D。
4.在日常的生活、生产中有许多充分利用外界条件对化学反应速率产生影响的例子,如冰箱保存食品,煤炉扇风炉火变旺,酸奶加酵母发酵快,空气中水蒸气含量越高,铁越容易生锈等。
在下列事实中,各是什么因素影响了化学反应速率。
事实 影响因素
(1) 集气瓶中H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸
(2) 黄铁矿煅烧时要粉碎成矿粒
(3) 熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2则很快产生气体
(4) 同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁条,产生气体有快有慢
(5) 同样大小的石灰石分别与0.1 mol·L-1盐酸和1 mol·L-1盐酸反应,速率不同
(6) 夏天食品容易变质,而冬天不易发生该现象
答案 (1)光 (2)反应物的接触面积 (3)催化剂 (4)反应物本身的性质
(5)反应物的浓度 (6)反应温度
解析 影响化学反应速率的因素除了浓度、温度、压强、催化剂以外,光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等,也会对化学反应速率产生影响。
微专题3 变量控制法
1.方法导引
科学研究中,对于多个因素(多变量)的问题,常常采用只改变其中的某一个因素,控制其他因素不变的研究方法,使多因素的问题变成几个单因素的问题,分别加以研究,最后再将几个单因素问题的研究结果加以综合。这种变量控制的方法是科学探究中常用的方法。
———————【核心归纳】———————
2.方法应用
“变量控制法”在探究多个条件对化学反应速率影响中的应用
探究化学反应速率的影响因素,关键是控制好变量。例如,探究不同温度对化学反应速率的影响时,应控制浓度和其他影响因素相同;比较不同浓度对化学反应速率的影响时,则应控制温度和其他影响因素相同。步骤如下:
1.下列各组反应(表中物质均为反应物)中,反应刚开始时放出H2的速率最大的是( )
———————【实践应用】———————
选项 金属 (粉末状)/mol 酸的 体积/mL 酸浓度 /mol·L-1 酸 反应
温度/℃
A Mg 0.1 10 6 HNO3 60
B Mg 0.1 10 3 HCl 60
C Fe 0.1 10 3 HCl 60
D Mg 0.1 10 3 H2SO4 60
D
解析 硝酸与镁反应不生成氢气,Mg比Fe活泼,与酸反应较剧烈;B和D相比较,D中氢离子浓度较大,反应速率较大。
2.某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如表所示:
实验编号 锌的形态 反应温度/℃ 收集100 mL氢气所需时间/s
Ⅰ 薄片 15 200
Ⅱ 薄片 25 90
Ⅲ 粉末 25 10
(1)该实验的目的是探究________、________对锌和稀盐酸反应速率的影响。
(2)实验Ⅰ和Ⅱ表明__________________________________________,
化学反应速率越快。
(3)能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是________和________。
(4)请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响:________________________________________________________________
________________________________________________________________。
答案 (1)固体的表面积 温度 (2)温度越高 (3)Ⅱ Ⅲ (4)在相同的温度下,采用相同形态、相同质量的锌与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应,测定收集相同体积氢气所需时间
解析 (1)影响化学反应速率的因素有固体的表面积、温度、催化剂、浓度,对气体来说还有压强等。根据表格提供的信息可知,锌有薄片和粉末两种形态,反应温度有15 ℃和25 ℃两种温度,可知该实验的目的是探究固体的表面积和温度对反应速率的影响。(2)根据表格提供的信息可知,实验Ⅰ和实验Ⅱ中锌的形态相同,温度不同,温度高的收集相同体积的氢气所需时间短,说明化学反应速率快。(3)探究固体表面积对反应速率的影响时,温度应相同。(4)探究浓度对化学反应速率的影响时,必须保持其他条件相同,故设计的实验方案为在相同的温度下,采用相同形态、相同质量的锌与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应,测定收集相同体积氢气所需时间。
3.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)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是________________________
________________________________________________________________。
(3)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)。
(4)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6个盛有过量Zn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。
实验 混合溶液 A B C D E F
4 mol·L-1 H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0
①请完成此实验设计,其中V1=________,V6=________,V9=________。
②该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析生成氢气速率下降的主要原因:____________________________
________________________________________________________________。
答案 (1)CuSO4+Zn===ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu和Zn以及稀硫酸形成原电池,加快了氢气产生的速率
(3)升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等(答两种即可)
(4)①30 10 17.5
②当加入过量的CuSO4溶液后,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,减小了Zn与稀H2SO4的接触面积
解析 (1)在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应:CuSO4+Zn===ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。(2)由于Zn与CuSO4反应生成的Cu和Zn以及稀硫酸构成了原电池,大大加快了生成H2的反应速率。(3)要加快生成H2的反应速率,还可以采取如下措施:升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等。(4)①因为要研究CuSO4的量对反应速率的影响,所以应保持硫酸的浓度在各组实验中相同,即CuSO4的取用量相同,混合后溶液体积也相同。则硫酸溶液的体积均取30 mL,即V1=30,根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL,可知混合后溶液的总体积为50 mL,可以求得V6=10,V7=20,V8=19.5,V9=17.5,V10=15。②因析出的铜的量较多,会覆盖在锌的表面,使得锌与稀硫酸接触面积大大减小,故反应速率反而减慢了。
核心体系建构
1.下列关于化学反应速率的说法,不正确的是( )
C
A.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B.化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质
C.化学反应速率可以用单位时间内生成某物质质量的多少来表示
D.化学反应速率常用的单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1
解析 化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度变化量来表示,而不用物质的质量或物质的量来表示。
C
2.对于化学反应3W(g)+2X(g)===4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中,正确的是( )
A.v(W)=3v(Z) B.2v(X)=3v(Z)
C.2v(X)=v(Y) D.3v(W)=2v(X)
解析 对于任一化学反应,用不同的物质表示该反应的速率,其数值之比等于其化学计量数之比。在题给的化学反应中,v(W)∶v(X)∶v(Y)∶v(Z)=3∶2∶4∶3,v(W)=v(Z),A项错误;3v(X)=2v(Z),B项错误;2v(X)=v(Y),C项正确;2v(W)=3v(X),D项错误。
C
3.在反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)中,可使反应速率增大的措施是( )
①增大压强 ②升高温度 ③通入CO2 ④增加碳的量 ⑤用等量炭粉代替焦炭
A.①②③ B.②③④⑤
C.①②③⑤ D.②③④
解析 因为碳是固体,只增加它的量,不能加快反应速率,但是若用炭粉代替焦炭,能增大C与CO2的接触面积,所以反应速率加快。
D
4.CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不正确的是( )
A.反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大
B.一段时间后,反应速率减小的原因是c(H+)减小
C.反应在2~4 min内平均反应速率最大
D.反应在2~4 min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)=0.06 mol·L-1·s-1
解析 随着反应进行c(H+)减小,而前4 min内反应速率变大,根据反应是放热反应,可推出前4 min内温度对反应速率的影响比浓度大,A、B正确;在2~4 min内n(CO2)的变化量最大(或由曲线的斜率最大),可判断出平均反应速率最大,C正确;由题意及图可知,该题不知道容器体积,故不能表示出反应速率,D不正确。
(1)5 min末A的物质的量浓度为________。
(2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为_____________________。
(3)化学方程式中n的值为________。
(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为
①v(A)=5 mol·L-1·min-1 ②v(B)=6 mol·L-1·min-1
③v(C)=4.5 mol·L-1·min-1 ④v(D)=8 mol·L-1·min-1
其中反应速率最快的是________(填序号)。
答案 (1)1.5 mol·L-1 (2)0.2 mol·L-1·min-1 (3)2 (4)①
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.化学反应速率的研究对工农业生产和日常生活有着十分重要的意义,下列说法正确的是( )
D
A.将肉类食品进行低温冷藏,能使其永远不会腐败变质
B.在化学工业中,选用合适的催化剂一定能提高经济效益
C.夏天面粉的发酵速率与冬天面粉的发酵速率相差不大
D.茶叶的包装袋中加入的还原性铁粉,能显著延长茶叶的储存时间
解析 A项,低温冷藏只能降低肉类食品的变质速率。B项,催化剂的使用只能提高单位时间内的产量,而不能确保经济效益的提高。C项,夏天温度高,面粉的发酵速率加快。D项,还原性铁粉能与茶叶包装袋中的氧气反应,降低氧气浓度,从而显著延长茶叶的储存时间。
C
A.0.1 s B.2.5 s C.5 s D.10 s
解析 v(O2)=0.04 mol·L-1·s-1,则v(SO3)=0.08 mol·L-1·s-1,由Δt=Δc(SO3)/v(SO3),代入数据计算得Δt=5 s。故选C。
C
A.5 s B.10 s C.大于10 s D.小于10 s
解析 若c(HI)由0.1 mol/L 降到0.07 mol/L时,需要15 s,即减少0.03 mol/L需要15 s;c(HI)由0.07 mol/L 降到0.05 mol/L时,浓度减少0.02 mol/L,当速率与浓度变化成正比时,需要10 s,但浓度越小,化学反应速率越小,需要的时间就长,所以所需的时间大于10 s,C项正确。
B
A.1.6 mol B.2.8 mol C.2.4 mol D.1.2 mol
解析 根据化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比,可得v(B)=0.5v(A)=0.5×0.12 mol·L-1·s-1=0.06 mol·L-1·s-1,则Δc(B)=0.06 mol·L-1·s-1×10 s=0.6 mol·L-1,Δn(B)=0.6 mol·L-1×2 L=1.2 mol,故10 s时容器中B的物质的量为4 mol-1.2 mol=2.8 mol。
5.0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液和0.1 mol·L-1 H2SO4溶液各5 mL,与10 mL水混合,反应速率为v1 mol·L-1·s-1;0.2 mol·L-1 Na2S2O3溶液和0.2 mol·L-1 H2SO4溶液各5 mL,与20 mL水混合,反应速率为v2 mol·L-1·s-1。则v1和v2的关系是( )
B
A.v1>v2 B.v1解析 比较混合后Na2S2O3和H2SO4浓度的大小,浓度越大,速率越快。
D
A.用物质A表示2 s内的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
B.用物质B表示2 s内的平均反应速率为0.6 mol·L-1·s-1
C.2 s时v(C)=0.3 mol·L-1·s-1
D.2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1
解析 不能用固体物质的浓度表示化学反应速率,A错误;化学反应速率是平均值不是瞬时值,C错误;据题目条件知v(C)=0.6 mol·L-1÷2 s=0.3 mol·L-1·s-1,则v(B)=0.3 mol·L-1·s-1÷2=0.15 mol·L-1·s-1,则2 s时物质B的浓度为2 mol÷2 L-0.6 mol·L-1÷2=0.7 mol·L-1,B错误,D正确。
7.把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L-1盐酸的烧杯中,均加水稀释到50 mL,此时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是( )
B
A.10 ℃ 20 mL 3 mol·L-1的X溶液
B.20 ℃ 30 mL 2 mol·L-1的X溶液
C.20 ℃ 10 mL 4 mol·L-1的X溶液
D.10 ℃ 10 mL 2 mol·L-1的X溶液
解析 在化学反应中,当其他条件不变时,浓度越大,反应速率越快;温度越高,反应速率越快。本题中要综合考虑浓度和温度的影响。先比较浓度的大小,这里的浓度应该是混合以后的浓度,由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等,因此只要比较X的浓度即可,X浓度越大,反应速率越快。因为反应后溶液的体积均为50 mL,所以X的物质的量越大,浓度就越大。通过观察可知,混合后A、B选项中X的浓度相等,且比C、D两项的大,但B中温度更高,因此B的反应速率最快。
8.在密闭容器中发生反应:C(s)+CO2(g)===2CO(g),下列说法不正确的是( )
C
A.将碳块磨成粉末可以加快反应速率
B.升高温度可以加快反应速率
C.增加碳的质量可以加快反应速率
D.容器体积不变时,向其中充入N2,反应速率不变
解析 A.将碳块磨成粉末,增大接触面积,可以加快反应速率,故A正确;B.升高温度,可以加快反应速率,故B正确;C.碳是固体,增加碳的质量,对浓度没有影响,所以不能加快反应速率,故C错误;D.容器体积不变时,向其中充入N2,氮气不参加反应,反应物的浓度保持不变,所以反应速率不变,故D正确。
9.实验室在启普发生器中加入锌粒和稀硫酸制取氢气,可加快反应速率的合理措施是( )
C
A.用浓硫酸代替稀硫酸 B.给装置部分加热
C.滴加少量硫酸铜溶液 D.将锌粒改为锌粉
解析 A.浓硫酸具有强氧化性,和Zn反应生成的是二氧化硫而不是氢气,A项错误;B.该装置不能加热,B项错误;C.加入硫酸铜时,Zn和硫酸铜发生置换反应生成Cu,Zn、Cu和稀硫酸构成原电池而加快反应速率,C项正确;D.启普发生器中固体不能选用粉末状,D项错误;答案选C。
10.在298 K时,实验测得溶液中的反应:H2O2+2HI===2H2O+I2,在不同浓度时的化学反应速率见表,由此可推知当c(HI)=0.500 mol·L-1,c(H2O2)=0.400 mol·L-1时的反应速率为( )
B
A.0.038 0 mol·L-1·s-1 B.0.152 mol·L-1·s-1
C.0.608 mol·L-1·s-1 D.0.760 mol·L-1·s-1
实验编号 1 2 3 4 5
c(HI)/mol·L-1 0.100 0.200 0.300 0.100 0.100
c(H2O2)/mol·L-1 0.100 0.100 0.100 0.200 0.300
v/mol·L-1·s-1 0.007 60 0.015 3 0.022 7 0.015 1 0.022 8
解析 当c(HI)=0.100 mol·L-1,c(H2O2)=0.100 mol·L-1,v=0.007 60 mol·L-1·s-1,由表中数据可知,速率与c(HI)成正比、与c(H2O2)成正比,所以当c(HI)=0.500 mol·L-1,c(H2O2)=0.400 mol·L-1,v=0.007 60 mol·L-1·s-1×5×4=0.152 mol·L-1·s-1,故选B。
11.(2021·山东枣庄市高一月考)10 mL浓度为1 mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能加快反应速率的是( )
B
A.K2SO4 B.1 mol·L-1的硫酸
C.Cu(NO3)2 D.Na2CO3
解析 A.加入K2SO4溶液,氢离子的浓度减小,反应速率减小,故A不选;B.加入1 mol·L-1的硫酸,溶液中氢离子浓度增大,故能加快反应速率,故B选;C.加入Cu(NO3)2溶液中含有H+,Zn与HNO3反应产生氮的氧化物,故C不选;D.加入碳酸钠,与盐酸反应生成二氧化碳,氢离子浓度减小,反应速率减小,故D不选。
12.(2021·河北保定市高二期末)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:实验原理为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,实验内容及记录如下:
实验 编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 溶液紫色
褪去所需
时间/min
0.6 mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 3 mol·L-1 H2SO4溶液 0.05 mol·L-1 KMnO4溶液 1 3.0 2.0 2.0 3.0 1.5
2 2.0 a 2.0 3.0 2.7
3 1.0 4.0 2.0 b 3.9
下列说法错误的是( )
A.a=3.0
B.b=5.0
C.根据上表中的实验数据可知,其他条件不变时,H2C2O4浓度越大,反应速率越快
D.忽略混合前后溶液体积的微小变化,实验1这段时间内平均反应速率v(H2C2O4)=0.025 mol·L-1·min-1
答案 B
二、非选择题
13.某温度时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为
______________________________________________。
(2)反应从开始至2 min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)=________。
(3)2 min时容器内混合气体的总压强比起始时________(填“增大”“减小”或“不变”);混合气体密度比起始时________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)下列措施能加快反应速率的是________。
A.恒压时充入He B.恒容时充入He
C.恒容时充入X D.及时分离出Z
E.升高温度 F.选择高效的催化剂
14.根据所学知识,回答下列问题:
答案 (1)0.6 (2) 0.002 (3)0.06 0.016
15.Ⅰ.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________的快慢,定性比较得出结论。有同学提出将0.1 mol·L-1 FeCl3改为________ mol·L-1 Fe2(SO4)3更为合理,其理由是______________________________________________________________。
(2)定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40 mL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________。
(3)查阅资料得知:将作为催化剂的Fe2(SO4)3溶液加入H2O2溶液后,溶液中会发生两个氧化还原反应,且两个反应中H2O2均参加了反应,试从催化剂的角度分析,这两个氧化还原反应的离子方程式分别是2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+和____________________________________________________。
Ⅱ.欲用如图所示实验来证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂。
(1)该实验不能达到目的,若想证明MnO2是催化剂还需要确认________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式:
________________________________________________________________。
Thanks!
本课时内容结束