高中化学探究影响化学反应速率的因素实验题

为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率，某同学通过下图实验装置测定反应中生成的CO₂气体体积，并绘制出如图所示的曲线，在该实验过程中发现锥形瓶温度升高。请分析讨论以下问题。

（1）在O ~ t₁、t₁ ~ t₂、t₂ ~ t₃各相同的时间段里，反应速率最大的时间段是           ，可能的原因是                        ；收集到的气体最多的是            时间段。
（2）为了减缓上述反应速率，欲向盐酸溶液中加入下列物质，你认为可行的有         ；

A．蒸馏水

B．NaCl固体

C．NaCl溶液

D．通入HCl

（3）在t₄后，收集到的气体的体积不再增加，可能的原因是                  。

（1）某化学兴趣小组在用稀硫酸与纯锌粒制取氢气时发现反应速率较慢，为了加快该反应速率，他们进行了多项探究，针对他们的探究回答下列问题：
①他们进行的下列探究中不能达到实验目的的是____________________（填选项）
A．升高反应温度  B．适当增加硫酸的浓度  C．加水    D．把锌粒改用锌粉
②他们探究中还发现加入少量硫酸铜溶液也可加快氢气的生成速率。你认为原因是；
____________________________________________________________ 。
上述实验中除发生反应Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，还发生了____________________（填离子反应方程式）
③他们分析后认为下列某一物质溶液也有类似硫酸铜的作用，你认为是______________（填选项）
A．Na₂SO₄      B．Ag₂SO₄      C．MgSO₄     D．K₂SO₄
（2）根据你所学的有关实验，填写下列空白。
④在实验室制取乙酸乙酯时，加入碎瓷片的作用是____________________。
⑤石蜡油高温分解实验中，加入碎瓷片主要起____________________作用。
⑥在实验室制取乙酸乙酯时，将制得的乙酸乙酯蒸汽导入____________________ ，以达到除去杂质和收集产物的目的。
⑦设计一个比较醋酸与碳酸酸性强弱的实验____________________。（用离子方程式表示）

工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯：
CH₃COOH(l)＋C₂H₅OH(l)CH₃COOC₂H₅(l)＋H₂O(l) ΔH＝－8.62kJ·mol^－1
已知CH₃COOH、C₂H₅OH和CH₃COOC₂H₅的沸点依次为118℃、78℃和77℃。在其他条件相同时，某研究小组进行了多次实验，实验结果如图所示。

（1）该研究小组的实验目的是__________________。
（2）60℃下反应40min与70℃下反应20min相比，前者的平均反应速率___________后者（填“小于”、“等于”或“大于”）。
（3）如图所示，反应时间为40min、温度超过80℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是______（写出两条）。
（4）某温度下，将0.10 mol CH₃COOH溶于水配成1 L溶液。
①实验测得已电离的醋酸分子占原有醋酸分子总数的1.3%，则该温度下CH₃COOH的电离平衡常数K=____________________。（水的电离忽略不计，醋酸电离对醋酸分子浓度的影响忽略不计）
②向该溶液中再加入__________mol CH₃COONa可使溶液的pH约为4。（溶液体积变化忽略不计）

下表是某兴趣小组通过实验获得的相同体积足量稀硫酸与铁反应的实验数据：

实验序号	金属质量/g	金属状态	c(H2SO4) mol/L	实验温度/℃	金属消失的时间/s
1	0.10	丝	0.7	20	250
2	0.10	丝	1.0	20	200
3	0.10	粉末	1.0	20	125
4	0.10	粉末	1.0	30	50

分析上述数据，回答下列问题：
（1）反应的离子方程式：        。
（2）①实验1、2可得出的结论是            ；
②实验2、3可得出的结论是            ；
③实验3、4可得出的结论是            。

某学生为了探究铁与盐酸反应过程中的速率变化，他在100 mL稀盐酸中加入足量的铁粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：

时间（min）	1	2	3	4	5
氢气体积（mL）	50	120	232	290	310

（气体体积为标准状况下测定的体积）
（1）哪一时间段（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min）反应速率最大              ，
原因是                                              。
（2）哪一段时段的反应速率最小            ，原因是                           。
（3）如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不影响产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液，你认为可行的是（填编号）                         。

A．蒸馏水

B．NaOH溶液

C．Na2CO3溶液

D．CuSO4溶液

（4）2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率为                     。

某化学反应 3 A  2 B + D在四种不同条件下进行，B 、D的起始浓度为0。反应物A 的浓度 c 随时间 t 的变化情况如下表：

根据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验 1 ，反应在10 min ～20 min 内平均速率为_______ mol /（L·min）
（2）在实验 2 ，A 的初始浓度 C₂  _______ mol / L ，反应经 20 min 就达到平衡，可推测实验 2 中还隐含的条件是____________________________
（3）比较实验3和实验 1，可推测正反应是______反应(填吸热或放热)。理由是____

某同学想利用镁与盐酸或醋酸在不同温度下反应，探究外界条件对反应速率的影响。部分实验用表如下：

实验 编号	温度/K	盐酸浓度 /mol·L^-1	醋酸浓度/mol·L^-1	实验目的
①	298	0.20		a.实验①和②，探究温度对反应速率的影响； b.实验①和③，探究浓度对反应速率的影响； c.实验④⑤，探究温度对镁与盐酸反应和镁与醋酸反应速率的影响，哪个更大一些。
②	308	0.20
③	298	0.40
④		0.20	0.20
⑤

（1）请完成上工作表（填写实验④⑤的空格）。
（2）上表实验①中，镁条消失的时间为20s。实验过程中，镁条剩余质量与时间关系如图：

Ⅰ假设反应过程中盐酸体积不变，则要计算该反应的速率v(HCl)，尚缺少的数据是            。
Ⅱ若反应温度每升高10℃，反应速率增大到原来的2倍；温度相同时，醋酸是相同浓度盐酸平均速度的1/2，请在图中大致画出“实验②”、“实验④中醋酸实验”的镁条质量与时间关系曲线，并用②或④注明曲线代表的实验（假设实验中所用镁完全相同，且镁均能完全溶解）。

某合作小组同学将铜片加入稀硝酸，发现开始时反应非常慢，一段时间后反应速率明显加快。该小组通过实验探究其原因。
（1）该反应的离子方程式为___________________________________________________。
（2）提出合理假设。该实验中反应速率明显加快的原因可能是_____________________。

A．反应放热导致温度升高	B．压强增大
C．生成物的催化作用	D．反应物接触面积增大

（3）初步探究。测定反应过程中溶液不同时间的温度，结果如下表：

时间/min	0	5	10	15	20	25	35	50	60	70	80
温度/℃	25	26	26	26	26	26	26.5	27	27	27	27

结合实验目的和表中数据，你得出的结论是__________________________________。
（4）进一步探究。查阅文献了解到化学反应的产物（含中间产物）可能对反应有催化作用，请根据以下实验设计表将实验目的补充完整：

实验 编号	铜片 质量/g	0.1mol·L^-1的 硝酸体积/mL	硝酸铜 晶体/g	亚硝酸钠 晶体/g	实验目的
①	5	20	0	0	实验①和②探究       的影响；实验①和③探究       的影响。
②	5	20	0.5	0
③	5	20	0	0.5

（每空2分，共22分）
I.实验测得0.01mol/L的KMnO₄的硫酸溶液和0.1mol/L的H₂C₂O₄溶液等体积混合后，反应速率υ[mol/(L · s)]与反应时间t（s）的关系如图所示。回答如下问题：

（1）该反应的化学方程式：                           
（2）0→t₂时间段内反应速率增大的原因是：              ，
（3）t₂→t时间段内反应速率减小的原因是：                                     ，
（4）图中阴影部分“面积”表示t₁→t₃时间里                    。
Ａ．Mn²⁺物质的量浓度的增大           B．Mn²⁺物质的量的增加 
C．SO₄^2-物质的量浓度                  D．MnO₄^-物质的量浓度的减小
II.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下图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：

（1）定性分析：如上图甲可观察                  ，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：如上图乙所示，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。图中仪器A的名称为           ，实验中需要测量的数据是                                 
（3）加入0.01mol MnO₂粉末于60mL H₂O₂溶液中，在标准状况下放出气体体积和时间的关系如图所示。设放出气体的总体积为V mL。

①放出V/3 mL气体时所需时间为           min。
②该H₂O₂溶液的浓度为                    
③A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为       >     >     >     

下表是稀硫酸与金属镁反应的实验数据：

实验 序号	金属质量/g	金属 状态	c(H2SO4) /mol/L	V(H2SO4)/mL	溶液温度/℃	金属消失 的时间/s
反应前	反应后
1	0.24	丝	0.5	100	20	34	500
2	0.24	粉末	0.5	100	20	35	50
3	0.24	丝	0.7	100	20	36	250
4	0.24	丝	0.8	100	20	35	200
5	0.24	粉末	0.8	100	20	36	25
6	0.24	丝	1.0	100	20	35	125
7	0.24	丝	1.0	100	35	50	50
8	0.24	丝	1.1	100	20	34	100
9	0.24	丝	1.1	100	30	44	40

分析上述数据，回答下列问题：
（1）实验4和5表明，          对反应速率有影响，             反应速率越快，能表明同一规律的实验还有          （填实验序号）；
（2）其中仅表明反应物浓度对反应速率产生影响是实验2和实验           （填实验序号）；
（3）本实验中影响反应速率的其他因素还有   ____ ，能表明这一规律的分别是实验6和实验       或实验8和实验      ；（填实验序号）；
（4）实验中的所有反应，反应速率最快是实验           （填实验序号），该实验中硫酸平均反应速率为           ；

【化学──选修2：化学与技术】

以黄铁矿（主要成分是FeS₂）为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）依据工艺流程图判断下列说法不正确的是（选填序号字母）___________。

A．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎

B．过量空气能提高SO2的转化率

C．排出的矿渣可供炼铁

D．使用催化剂能提高SO2的化学反应速率和转化率

E．设备I生成的气体经净化的主要目的是防止催化剂中毒
F．热交换器的目的是使SO₂的热量传递给SO₃，有利于SO₂的氧化和SO₃的吸收
（2）设备Ⅰ的名称为          ，燃烧黄铁矿的化学方程式为                  。
（3）设备Ⅱ为接触室，采用常压而不采用高压的原因是                   。在生产中，为提高催化剂效率采取的措施有                         。
（4）设备Ⅲ为吸收塔，从顶部喷淋              吸收SO₃，得到              ，不用水吸收SO₃是为了                        。吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是              。
（5）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO₂和铵盐。SO₂既可作为原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br₂。SO₂吸收Br₂的离子方程式是              。

某学生做浓度对化学反应速率的影响实验时，将3支试管编号为①②③，并按下表中的物质的量进行实验，记录的时间数据是16s、28s、33s。请将３个时间数据填入下表的适当位置，并写出实验结论。

试管编号	加３％Na2S2O3溶液/ml	加H2O/ml	加H2SO4（1:5）/滴	出现浑浊所用时间/s
①	3[	3	5	a
②	4	2	5[]	b
③	5	1	5	c

(1) a=       、b=      、 c=      
(2)实验结论：                                                            
(3)写出反应的化学方程式：                                                [来源:

碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用0.50 mol·L^—1KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L^—1K₂S₂O₈、0.10 mol·L^—1Na₂S₂O₃等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。已知：S₂O₈^2—+ 2I^— =" 2" SO₄^2— + I₂（慢）  I₂ + 2 S₂O₃^2— = 2I^— + S₄O₆^2—（快（1）向KI、Na₂S₂O₃与淀粉的混合溶液中加入一定量的K₂S₂O₈溶液，当溶液中的   耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S₂O₃^2—与S₂O₈^2—初始的物质的量需满足的关系为：n（S₂O₃^2—）：n（S₂O₈^2—）           。
（2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：

实验 序号	体积V/ml
K2S2O8溶液	水	KI溶液	Na2S2O3溶液	淀粉溶液
①	10．0	0．0	4．0	4．0	2．0
②	9．0	1．0	4．0	4．0	2．0
③	8．0	Vx	4．0	4．0	2．0

表中Vx =           ml，理由是                                        。
（3）已知某条件下，浓度c(S₂O₈^2—)随反应时间t的变化曲线如图，若保持其它条件不变，请在答题卡坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S₂O₈^2—)随反应时间t的变化曲线示意图（进行相应的标注）。

（4）碘也可用作心脏起搏器电源—锂碘电池的材料，
该电池反应为：2 Li(s) + I₂ (s) =" 2" LiI(s)      ΔH
已知：4 Li(s) + O₂ (g) =" 2" Li₂O(s)           ΔH₁
4 LiI(s) + O₂ (g) =" 2" I₂ (s) + 2 Li₂O(s)    ΔH₂
则电池反应的ΔH =             ；还原剂是              。

阅读下列文字，填写文中带圈的数字后面的空白：
某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与c(H⁺)浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大,铝与盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。
（一）该同学认为：由于预先控制了反应的其他条件，那么，两次实验时反应的速率不一样的原因，只有以下五种可能：
原因Ⅰ：Cl^-对反应具有促进作用，而SO₄^2-对反应没有影响；
原因Ⅱ：①                                         ；
原因Ⅲ：Cl^-对反应具有促进作用，而SO₄^2-对反应具有阻碍作用；
原因Ⅳ：Cl^-、SO₄^2-均对反应具有促进作用，但Cl^-影响更大；
原因Ⅴ：②                                                               
（二）该同学取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入到盛有同体积、c(H^＋)相同的稀硫酸和盐酸的试管（两试管的规格相同）中：
1．在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体，观察反应速率是否变化；
2．在盛有盐酸的试管中加入少量Na₂SO₄或K₂SO₄固体，观察反应速率是否变化。
若观察到实验1中③             ，实验2中④           ，则说明原因Ⅲ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象，得出了结论：Cl^-对反应具有加速作用。

(12分)影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。
实验一：他们利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸（0.5mol/L、2mol/L、18.4mol/L），设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
甲同学研究的实验报告如下表：

实 验 步 骤	现 象	结 论
①分别取等体积的2 mol/L硫酸于试管中； ②分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg。	反应快慢： Mg>Fe>Cu	反应物的性质越活泼，反应速率越快。

(1)该同学的实验目的是________________________________；
要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是________。
(2)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用下图装置进行定量实验。完成该实验应选用的实验药品是______；

应该测定的实验数据是____________________________。
实验二：已知2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O+10CO₂↑，在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，发现开始一段时间，反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快。
(1)针对上述实验现象，某同学认为KMnO₄与H₂C₂O₄反应是放热反应，导致溶液温度升高，反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看，你的猜想还可能是__________________的影响。
(2)若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外，还需要选择的试剂最合理的是____

A．硫酸钾

B．硫酸锰

C．氯化锰

D．水