高中化学人教版 选修四 第二章 化学反应速率和化学平衡 第二节 影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的因素
一、选择题
1.下列说法正确的是( )
A.活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
B.活化分子具有的能量是活化能
C.活化分子的总数越多,反应速率越快
D.单位时间内有效碰撞次数越多,反应速率越快
【答案】D
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响;活化分子
【解析】【解答】活化分子间的碰撞并不都是有效碰撞,只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞,活化分子具有的平均能量与普通分子具有的平均能量之差才叫活化能;单位体积内活化分子总数越多,有效碰撞机会越多,反应速率才越快,A、B、C三项均错。
故答案为:D
【分析】根据活化分子间的有效碰撞可以发生反应、单位时间内有效碰撞次数越多,反应速率越快进行判断即可.
2.在C(s)+CO2(g)=2CO(g)的反应中,现采取下列措施:①缩小体积,增大压强 ②增加碳的量 ③通入CO2 ④恒容下充入N2⑤恒压下充入N2,能够使反应速率增大的措施是( )
A.①④ B.②③⑤ C.①③ D.①②④
【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】对于气体反应,增大压强,反应速率加快;增加固体物质的用量,对反应速率无影响;恒容下充入与反应无关的气体,不会增加反应物浓度,故不会加快反应速率。恒压下充入与反应无关的气体,容器体积增大,原反应物的浓度减小,反应速率减慢。
故答案为:C
【分析】根据外界条件改变对化学反应速率的影响进行判断即可.
3.通过缩小反应容器体积而增大压强对下列反应的速率无影响的是( )
A.CO2(g)+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O B.H2(g)+I2(g) 2HI(g)
C.NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3 D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】只要反应中无气体物质参加或生成,改变压强均不能改变化学反应速率。
故答案为:C
【分析】对有气体参加或有气体生成的反应,增大压强反应速率将会加快,据此判断即可.
4.下列说法正确的是( )
A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增加
B.对于有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C.改变条件能使化学反应速率增大的主要原因是增大了反应物分子中活化分子的有效碰撞几率
D.对于本来不能发生的化学反应,改变条件可以使反应发生
【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】增大反应物浓度、增大气体反应物的压强都会使单位体积内活化分子数增加,但由于反应物分子的平均能量和发生反应所需能量(即活化能)都未发生变化,所以活化分子的百分数并未改变A、B项错误;改变条件使化学反应速率增大,主要靠增加活化分子的百分数或增加单位体积内活化分子的总数,从而增加有效碰撞次数,C项正确;对于本来不能发生的化学反应,即使改变条件,化学反应也不能发生。
故答案为:C
【分析】A. 增大反应物浓度,单位体积内活化分子的百分数不变;
B.对于有气体参加的化学反应,增大压强活化分子的百分数不变;
C.活化分子的有效碰撞几率增大可加快反应速率;
D.改变条件不能是本来不能发生的反应发生.
5.在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相当)的下列金属与足量1 mol·L-1的盐酸反应时,速率最快的是( )
A.镁 B.铝 C.钠 D.铁
【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】内因是决定化学反应速率的主要因素,四个选项中钠最活泼,与相同浓度的酸反应时速率最快。
故答案为:C
【分析】在影响化学反应速率的因素中,内因是主要影响因素,据此判断即可.
6.常温下,分别将四块形状相同、质量均为7 g的铁片同时放入下列四种溶液中,产生气体速率最快的是( )
A.150 mL 2 mol·L-1盐酸 B.500 mL2mol·L-1硫酸
C.50 mL 3 mol·L-1盐酸 D.50 mL 18.4 mol·L-1硫酸
【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】18.4 mol·L-1的硫酸为浓硫酸,常温下,使铁发生钝化;2 mol·L-1的硫酸中c(H+)=4 mol·L-1,浓度最大,反应最快。
故答案为:B
【分析】铁与硫酸的反应速率与硫酸溶液中氢离子的浓度有关,浓硫酸在常温下能与铁发生钝化现象,据此分析即可.
7.一定条件下,对于反应:CaCO3(块状)+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,为加快反应速率,下列方法可行的有( )
①增加盐酸的浓度 ②增加同浓度盐酸的用量 ③加水 ④增加CaCO3(块状)的用量 ⑤将块状CaCO3改为粉末状CaCO3
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】增大反应物浓度,可使化学反应速率加快,而②中增加盐酸用量不等于增加盐酸浓度;对于固体反应物而言,无浓度概念,要想使反应加快,可通过改变表面积来实现,与用量无关,粉末状固体物质比块状固体物质反应速率快,①⑤项符合题意。
故答案为:B
【分析】根据浓度、表面积等对反应速率的影响进行判断即可,注意改变固体的用量不影响反应速率.
8.下列措施中肯定能使化学反应速率增大的是( )
A.增大反应物的量 B.增大压强
C.升高温度 D.以上措施均可
【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】改变反应中固体或纯液体的量不会影响反应速率;改变没有气体参加的反应体系的压强不影响反应速率。
故答案为:C
【分析】浓度和压强不一定改变反应速率,而温度的改变一定影响反应速率,据此判断即可.
9.下列措施不能使合成氨反应的速率增大的是( )
A.升高温度 B.降低温度
C.使用催化剂 D.及时分离出NH3
【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】及时分离出NH3能提高合成氨正反应的速率,进而提高合成氨的反应速率;升高温度、使用催化剂能提高合成氨反应的速率;降低温度只能使反应速率减小。
故答案为:B
【分析】升高温度加快反应速率、降低温度减缓反应速率,使用催化剂一般是正催化剂,减小生成物的浓度可加快正反应速率,据此解答即可.
10.一定温度下,100 mL 6 mol·L-1 H2SO4与过量锌粉反应,为了减缓反应速率,但又不影响生成氢气的总质量,可向反应物中加入适量的( )
A.碳酸钠固体 B.硫酸钾溶液
C.氢氧化钾溶液 D.盐酸溶液
【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】锌与H2SO4溶液反应的离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑,要减缓反应速率又不影响生成氢气的量,就是要降低的H+浓度而不改变的H+物质的量。加入碳酸钠固体、氢氧化钾溶液,消耗了H+;加入盐酸溶液增加了H+;加入硫酸钾溶液既不改变H+物质的量,又稀释了H2SO4溶液。
故答案为:B
【分析】使溶液中的氢离子浓度减小,但不影响溶液中氢离子的物质的量即可达到题目要求.
11.在C(s)+CO2(g) 2CO(g)的反应中,现采取下列措施:
①缩小体积,增大压强 ②增加碳的量 ③通入CO2④恒容下充入N2⑤恒压下充入N2
其中能够使反应速率增大的措施是( )
A.①④ B.②③⑤ C.①③ D.①②④
【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】①该反应为有气体参加的反应,增大压强,反应速率加快;②增加固体物质的量不影响化学反应速率;③通入CO2,反应物浓度增大,反应速率加快;④恒容下充入N2,反应物的浓度不变,反应速率不变;⑤恒压下充入N2,反应体系体积增大,反应物的浓度减小,反应速率减小。
故答案为:C
【分析】该反应是有气体参加和生成的反应,增大压强、增大浓度、升高温度等都可是反应速率加快,据此解答即可.
12.20℃时,将10 mL 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液和10 mL 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液混合,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,同样的反应要同样看到浑浊,需要的时间是( )
A.40 s B.15 s C.48 s D.20 s
【答案】B
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】温度升高了30℃,反应速率是原来的23=8倍,所需时间是原来的 。
故答案为:B
【分析】根据温度对化学反应速率的影响进行分析即可.
13.对某一可逆反应来说,使用催化剂的作用是( )
A.催化剂在反应前后质量不变,故催化剂不参与化学反应
B.降低反应活化能,使反应速率加快
C.催化剂能够改变反应的反应热
D.催化剂只改变反应的正反应速率
【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A项,催化剂是通过参与反应来改变化学反应速率的;
B项,使用催化剂能降低反应活化能,使部分能量较低的分子转化为活化分子,增加了单位体积内活化分子百分数,使反应速率加快;
C项,反应的反应热与反应物和生成物的能量有关,与反应的过程无关,故催化剂不能改变反应的反应热;
D项,对某一可逆反应来说,使用催化剂,可以同等程度地改变正、逆反应的速率。
故答案为:B
【分析】在可逆反应中催化剂可改变化学反应速率,而不能改变化学平衡,据此解答即可.
14.在容积可变的容器中发生反应N2+3H2 2NH3,当缩小容器容积时,化学反应速率增大,其主要原因是( )
A.分子运动速率加快,使反应物分子间的碰撞机会增多
B.反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多
C.活化分子百分数未变,但单位体积内的活化分子数增加,有效碰撞次数增多
D.分子间距离减小,使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】活化分子百分数与压强无关,容器容积缩小时,单位体积内活化分子数增加。
故答案为:C
【分析】缩小容器的体积,增大压强,使单位体积内活化分子数增加,加快反应速率,据此解答即可.
15.在不同的载体(钛片、铝片、陶瓷)表面制备TiO2薄膜,探究不同载体下TiO2薄膜光催化使甲基橙脱色的效果,每光照20 min取一次样,实验结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.不同载体,无论何种温度一定是钛片载体的光催化活性最好
B.约在520 ℃时,钛片载体的光催化活性最好
C.无论何种载体,催化活性总是随温度的升高而升高
D.不同载体,TiO2薄膜的光催化活性相同
【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】催化剂的催化活性受温度的影响,催化剂都有最佳的催化温度,但不是温度越高越好,C项错误;由题图可知,不同温度,不同载体,TiO2薄膜的光催化活性不同,A、D项均错误;约在520 ℃时,钛片载体的光催化活性最好,B项正确。
故答案为:B
【分析】根据温度对催化剂的作用、催化剂和温度对反应速率的影响进行判断即可.
16.反应A+B=C的反应速率方程为v=kc(A)·c(B),v为反应速率,k为反应速率常数,是温度的函数。当c(A)=c(B)=1 mol·L-1时,反应速率在数值上等于其反应速率常数。下列说法正确的是( )
A.只增大c(A)时,v增大 B.只增大c(C)时,v增大
C.只升高温度时,k不变 D.只升高温度时,k减小
【答案】A
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】只增大c(A)或c(B)时,v增大,k不变;只增大c(C)时,v、k都不变;只升高温度时,k增大,v增大。
故答案为:A
【分析】根据反应速率方程的含义与反应速率常数的关系进行分析即可.
17.将质量相同的锌粉分别投入下列4个烧杯的溶液中,反应速率最快的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】当反应中一种反应物相同时,反应速率的快慢取决于另一种反应物的浓度而不是用量,四个装置中所用的酸虽不同,但都是由c(H+)的大小决定反应的快慢。
故答案为:D
【分析】金属锌与不同浓度的酸反应时,氢离子的浓度越大反应速率越快,据此分析即可.
18.对于溶液中的反应:MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,下列措施能使化学反应速率提高的是( )
A.加水 B.增加同浓度FeSO4的用量
C.向溶液中滴加稀硫酸 D.加入少量KMnO4晶体
【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】增大浓度加快反应速率,而增加反应物用量不等于增大反应物浓度。D项加入KMnO4晶体后,KMnO4晶体被溶解,溶液的浓度一定比原KMnO4溶液浓度大。
故答案为:D
【分析】在溶液中的反应增大反应物的浓度反应速率,但加入稀溶液时,反应物浓度可能减小,据此分析即可.
19.已知:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中,反应速率最快的是( )
组号 反应
温度/℃ Na2S2O3 H2SO4 H2O
体积/ mL 浓度/ mol·L-1 体积/ mL 浓度/ mol·L-1 体积/ mL
A 10 5 0.2 5 0.1 10
B 10 5 0.1 5 0.1 10
C 30 5 0.1 5 0.1 10
D 30 5 0.2 5 0.2 10
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】对于化学反应速率影响程度最大的是催化剂,其次为温度,然后才是浓度和压强,故此类问题首先按次序找出影响程度较大的选项,同等情况下,再看浓度或压强的相对大小。C、D中反应速率大于A、B,而D选项中c(H2SO4)大于C项中c(H2SO4)。
故答案为:D
【分析】根据温度、浓度、压强和催化剂对反应速率的影响进行分析即可.
二、解答题
20.已知硫代硫酸钠溶液与稀H2SO4反应可析出单质硫沉淀:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,某同学按下表进行实验,请你判断哪一组先出现浑浊。
编号 加3%Na2S2O3/mL 加1∶5的H2SO4/滴 温度/℃
① 5 25 25
② 5 15 35
③ 5 25 45
【答案】第3组实验先出现浑浊。
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】反应物的浓度越大,反应温度越高,反应速率越快。由编号1和3可以看出,两种反应物的浓度相同,但编号3的温度高于1,故编号3先出现浑浊。再将编号3和2比较,3的浓度、温度均比2高,故最先出现浑浊的应为第3组。
【分析】比较反应物的浓度和反应温度,浓度越大、温度越高,反应速率越快,据此进行判断即可.
三、填空题
21.在一定温度下,M、N能在溶液中发生反应生成P和Q: 。
A.将0.2 mol·L-1 M溶液和0.2 mol·L-1 N溶液各20 mL混合
B.将0.5 mol·L-1 M溶液和0.5 mol·L-1 N溶液各50 mL混合
C.将1 mol·L-1 M溶液和1 mol·L-1 N溶液各10 mL混合,同时倒入30 mL蒸馏水
D.将1 mol·L-1 M溶液20 mL和1.2 mol·L-1 N溶液60 mL混合
反应开始时,反应速率由大到小的顺序是 。
【答案】v(D)>v(B)>v(C)>v(A)
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】先把每种情况下混合溶液中M、N的起始浓度求出来,然后根据其浓度大小来比较化学反应速率的大小。混合后各物质的起始浓度(mol·L-1)为:
A B C D
M溶液/(mol·L-1) 0.10 0.25 0.20 0.25
N溶液/(mol·L-1) 0.10 0.25 0.20 0.9
混合后浓度最大的是D,其次是B,最小的是A。所以反应开始时,反应速率由大到小的顺序为v(D)>v(B)>v(C)>v(A)。
【分析】根据反应物的浓度越大反应速率越快进行比较反应速率由大到小的顺序即可.
22.为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率,某同学通过如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。请分析讨论以下问题。
(1)化学反应速率最快的时间段是 ,影响此时间段反应速率的主要因素是 ;
A.O~t1 B.t1~t2 C.t2~t3 D.t3~t4
(2)为了减缓上述反应速率,欲向盐酸中加入下列物质,你认为可行的有 ;
A.蒸馏水 B.NaCl固体 C.NaCl溶液 D.通入HCl
(3)若盐酸的体积是20 mL,图中CO2的体积是标准状况下的体积,则t1~t2时间段平均反应速率v(HCl)= mol·(L·min)-1。
【答案】(1)B;反应放热,使反应速率增大
(2)A;C
(3)
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】(1)曲线中斜率最大,表明反应速率最大,故t1~t2时间段反应速率最大,原因是反应放热,使反应速率增大。
(2)该反应实质为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,故加水稀释c(H+)减小,反应速率减小,NaCl溶液中Na+、Cl-对该反应无影响,故相当于加水稀释,加NaCl固体无影响,通入HCl会使c(H+)增大,反应速率增大,故选A、C。
(3)t1~t2时间段产
生CO2为 mol,所以v(HCl)= mol·(L·min)-1= mol·(L·min)-1。
【分析】(1)速率时间图像中斜率越大反应速率越快,根据随着反应的进行,溶液浓度逐渐减小,而反应温度逐渐升高进行分析;
(2)减小溶液中离子的浓度可减慢反应速率;
(3)根据反应速率的定义进行计算.
23.加0.1 mol MnO2粉末于50 mL过氧化氢溶液(H2O2,ρ=1.1 g·mL-1)中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
(1)实验时放出气体的总体积是 。
(2)放出一半气体所需时间为 。
(3)A、B、C、D各点反应速率由快到慢的顺序为 。
(4)解释反应速率变化的原因 。
【答案】(1))60 mL
(2)1 min
(3)D>C>B>A
(4)随着反应的进行,c(H2O2)逐渐减小,反应逐渐变慢
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】(1)由图像知:2H2O2 2H2O+O2↑,当t=4 min时,H2O2分解完全,生成V(O2)=60 mL。
(2)放出一半气体时,即V(O2)=30 mL时,t=1 min。
(3)因为随着反应的进行,c(H2O2)逐渐减小,反应逐渐变慢。因而反应由快到慢的顺序为D>C>B>A。
【分析】根据图像分析反应速率变化和产生氧气的体积即可,随着反应的进行双氧水的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减小.
24.以天然气为原料合成尿素的生产中,主要反应之一为:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH>0,请根据题目要求回答下列问题:
(1)在一定条件下,将0.05 mol CH4和0.10 mol H2O(g)放入容积为2 L的密闭容器中,20 s时有0.01 mol CO生成,则H2的化学反应速率为 。
(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增加压强,则正反应速率 。
【答案】(1)7.5×10-4 mol·(L·s)-1
(2)减小;增大
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】(1)由题意可知20 s时有0.01 mol CO生成,所以v(CO)=2.5×10-4 mol·(L·s)-1,v(H2)=3v(CO)=7.5×10-4 mol·(L·s)-1。
(2)可逆反应由两个反应组成(正反应、逆反应),影响化学反应速率的因素对这两个反应都适用。因此,其他条件不变时,降低温度使正、逆反应速率都减小;增大压强使正、逆反应速率都增大(反应中有气体参加)。
【分析】(1)根据化学反应速率的定义进行计算;
(2)当改变影响化学反应速率的外界条件时,可逆反应的正逆反应速率变化趋势一致.
25.在一个容积可变的密闭容器中发生反应:3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g)。
回答下列问题:
(1)增加Fe的量,正反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。
(2)将容器的容积缩小一半,正反应速率 ,逆反应速率 。
(3)保持容器的容积不变,充入N2使体系压强增大,正反应速率 ,逆反应速率 。
(4)保持压强不变,充入N2使容器的容积增大,正反应速率 ,逆反应速率 。
【答案】(1)不变
(2)增大;增大
(3)不变;不变
(4)减小;减小
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】(1)Fe为固体,因此增加Fe的量,反应速率不变。
(2)将容器的容积缩小一半,体系中各气态物质的浓度均增大,正反应速率和逆反应速率都增大。
(3)保持容器的容积不变,充入N2使体系压强增大,体系中各物质的浓度不变,正反应速率和逆反应速率均不变。
(4)保持压强不变,充入N2使容器的容积增大,体系中各气态物质的浓度均减小,正反应速率和逆反应速率均减小。
【分析】根据浓度、压强、催化剂和温度对化学反应速率的影响进行分析,注意固体和纯液体对反应速率的影响.
26.向含有H2SO4的H2O2溶液中滴加一定量的KMnO4溶液,反应开始后,溶液中Mn2+的浓度c将随时间t的变化而变化。某学生在做实验前认为,Mn2+的浓度c与时间t的关系如图甲所示,做完实验后,得到的结果如图乙所示。请回答下列问题:
(1)写出H2O2与KMnO4反应的化学方程式 。
(2)Oa段的意义为 。
(3)ab段的意义及ab段陡的原因为 。
(4)bc段的意义为 。
【答案】(1)5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑
(2)反应非常慢,溶液中c(Mn2+)变化很小
(3)反应非常快,c(Mn2+)迅速增大,是因为Mn2+达到一定浓度时,对上述反应起到了催化作用
(4)反应趋于完全,溶液中c(Mn2+)为定值
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】ab段斜率最大,说明化学反应速率最大,其原因应为生成的Mn2+达到一定浓度后充当了反应的催化剂。
【分析】根据氧化还原反应分析反应方程式的书写;根据二氧化锰对过氧化氢分解的催化作用分析反应速率变化的原因.
27.某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响,在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号 反应物 催化剂
① 10 mL 2% H2O2溶液 无
② 10 mL 5% H2O2溶液 无
③ 10 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol L-1 FeCl3溶液
④ 10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 1 mL 0.1 mol L-1 FeCl3溶液
⑤ 10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 1 mL 0.1 mol L-1 FeCl3溶液
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是 。
(2)实验①和②的目的是 。实验时由于较长时间没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是 。
(3)写出实验③的化学反应方程式: 。
(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。分析如图能够得出的实验结论是 。
【答案】(1)改变反应途径,降低了活化能
(2)探究浓度对反应速率的影响;向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中)
(3)2H2O2 2H2O+O2↑
(4)碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率
【知识点】探究影响化学反应速率的因素
【解析】【解答】(1)催化剂改变反应的途径,降低反应所需的活化能,从而加快反应速率。
(2)实验①和②的浓度不同,则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响;为了便于比较,应在相同的条件下利用一个变量来比较,则向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中)。
(3)过氧化氢在催化剂作用下分解生成水和氧气,该反应为2H2O2 2H2O+O2↑。
(4)由图可知,⑤的反应速率最大,④的反应速率最小,结合实验方案可知,碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2 分解的速率。
【分析】(1)根据催化剂对反应速率的影响进行回答;
(2)根据催化剂和浓度对反应速率的影响进行回答;
(3)根据过氧化氢的分解书写化学方程式;
(4)根据溶液环境对化学反应速率的影响进行分析.
高中化学人教版 选修四 第二章 化学反应速率和化学平衡 第二节 影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的因素
一、选择题
1.下列说法正确的是( )
A.活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
B.活化分子具有的能量是活化能
C.活化分子的总数越多,反应速率越快
D.单位时间内有效碰撞次数越多,反应速率越快
2.在C(s)+CO2(g)=2CO(g)的反应中,现采取下列措施:①缩小体积,增大压强 ②增加碳的量 ③通入CO2 ④恒容下充入N2⑤恒压下充入N2,能够使反应速率增大的措施是( )
A.①④ B.②③⑤ C.①③ D.①②④
3.通过缩小反应容器体积而增大压强对下列反应的速率无影响的是( )
A.CO2(g)+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O B.H2(g)+I2(g) 2HI(g)
C.NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3 D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
4.下列说法正确的是( )
A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增加
B.对于有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C.改变条件能使化学反应速率增大的主要原因是增大了反应物分子中活化分子的有效碰撞几率
D.对于本来不能发生的化学反应,改变条件可以使反应发生
5.在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相当)的下列金属与足量1 mol·L-1的盐酸反应时,速率最快的是( )
A.镁 B.铝 C.钠 D.铁
6.常温下,分别将四块形状相同、质量均为7 g的铁片同时放入下列四种溶液中,产生气体速率最快的是( )
A.150 mL 2 mol·L-1盐酸 B.500 mL2mol·L-1硫酸
C.50 mL 3 mol·L-1盐酸 D.50 mL 18.4 mol·L-1硫酸
7.一定条件下,对于反应:CaCO3(块状)+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,为加快反应速率,下列方法可行的有( )
①增加盐酸的浓度 ②增加同浓度盐酸的用量 ③加水 ④增加CaCO3(块状)的用量 ⑤将块状CaCO3改为粉末状CaCO3
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
8.下列措施中肯定能使化学反应速率增大的是( )
A.增大反应物的量 B.增大压强
C.升高温度 D.以上措施均可
9.下列措施不能使合成氨反应的速率增大的是( )
A.升高温度 B.降低温度
C.使用催化剂 D.及时分离出NH3
10.一定温度下,100 mL 6 mol·L-1 H2SO4与过量锌粉反应,为了减缓反应速率,但又不影响生成氢气的总质量,可向反应物中加入适量的( )
A.碳酸钠固体 B.硫酸钾溶液
C.氢氧化钾溶液 D.盐酸溶液
11.在C(s)+CO2(g) 2CO(g)的反应中,现采取下列措施:
①缩小体积,增大压强 ②增加碳的量 ③通入CO2④恒容下充入N2⑤恒压下充入N2
其中能够使反应速率增大的措施是( )
A.①④ B.②③⑤ C.①③ D.①②④
12.20℃时,将10 mL 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液和10 mL 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液混合,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,同样的反应要同样看到浑浊,需要的时间是( )
A.40 s B.15 s C.48 s D.20 s
13.对某一可逆反应来说,使用催化剂的作用是( )
A.催化剂在反应前后质量不变,故催化剂不参与化学反应
B.降低反应活化能,使反应速率加快
C.催化剂能够改变反应的反应热
D.催化剂只改变反应的正反应速率
14.在容积可变的容器中发生反应N2+3H2 2NH3,当缩小容器容积时,化学反应速率增大,其主要原因是( )
A.分子运动速率加快,使反应物分子间的碰撞机会增多
B.反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多
C.活化分子百分数未变,但单位体积内的活化分子数增加,有效碰撞次数增多
D.分子间距离减小,使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
15.在不同的载体(钛片、铝片、陶瓷)表面制备TiO2薄膜,探究不同载体下TiO2薄膜光催化使甲基橙脱色的效果,每光照20 min取一次样,实验结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.不同载体,无论何种温度一定是钛片载体的光催化活性最好
B.约在520 ℃时,钛片载体的光催化活性最好
C.无论何种载体,催化活性总是随温度的升高而升高
D.不同载体,TiO2薄膜的光催化活性相同
16.反应A+B=C的反应速率方程为v=kc(A)·c(B),v为反应速率,k为反应速率常数,是温度的函数。当c(A)=c(B)=1 mol·L-1时,反应速率在数值上等于其反应速率常数。下列说法正确的是( )
A.只增大c(A)时,v增大 B.只增大c(C)时,v增大
C.只升高温度时,k不变 D.只升高温度时,k减小
17.将质量相同的锌粉分别投入下列4个烧杯的溶液中,反应速率最快的是( )
A. B.
C. D.
18.对于溶液中的反应:MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,下列措施能使化学反应速率提高的是( )
A.加水 B.增加同浓度FeSO4的用量
C.向溶液中滴加稀硫酸 D.加入少量KMnO4晶体
19.已知:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中,反应速率最快的是( )
组号 反应
温度/℃ Na2S2O3 H2SO4 H2O
体积/ mL 浓度/ mol·L-1 体积/ mL 浓度/ mol·L-1 体积/ mL
A 10 5 0.2 5 0.1 10
B 10 5 0.1 5 0.1 10
C 30 5 0.1 5 0.1 10
D 30 5 0.2 5 0.2 10
A.A B.B C.C D.D
二、解答题
20.已知硫代硫酸钠溶液与稀H2SO4反应可析出单质硫沉淀:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,某同学按下表进行实验,请你判断哪一组先出现浑浊。
编号 加3%Na2S2O3/mL 加1∶5的H2SO4/滴 温度/℃
① 5 25 25
② 5 15 35
③ 5 25 45
三、填空题
21.在一定温度下,M、N能在溶液中发生反应生成P和Q: 。
A.将0.2 mol·L-1 M溶液和0.2 mol·L-1 N溶液各20 mL混合
B.将0.5 mol·L-1 M溶液和0.5 mol·L-1 N溶液各50 mL混合
C.将1 mol·L-1 M溶液和1 mol·L-1 N溶液各10 mL混合,同时倒入30 mL蒸馏水
D.将1 mol·L-1 M溶液20 mL和1.2 mol·L-1 N溶液60 mL混合
反应开始时,反应速率由大到小的顺序是 。
22.为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率,某同学通过如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。请分析讨论以下问题。
(1)化学反应速率最快的时间段是 ,影响此时间段反应速率的主要因素是 ;
A.O~t1 B.t1~t2 C.t2~t3 D.t3~t4
(2)为了减缓上述反应速率,欲向盐酸中加入下列物质,你认为可行的有 ;
A.蒸馏水 B.NaCl固体 C.NaCl溶液 D.通入HCl
(3)若盐酸的体积是20 mL,图中CO2的体积是标准状况下的体积,则t1~t2时间段平均反应速率v(HCl)= mol·(L·min)-1。
23.加0.1 mol MnO2粉末于50 mL过氧化氢溶液(H2O2,ρ=1.1 g·mL-1)中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
(1)实验时放出气体的总体积是 。
(2)放出一半气体所需时间为 。
(3)A、B、C、D各点反应速率由快到慢的顺序为 。
(4)解释反应速率变化的原因 。
24.以天然气为原料合成尿素的生产中,主要反应之一为:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH>0,请根据题目要求回答下列问题:
(1)在一定条件下,将0.05 mol CH4和0.10 mol H2O(g)放入容积为2 L的密闭容器中,20 s时有0.01 mol CO生成,则H2的化学反应速率为 。
(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增加压强,则正反应速率 。
25.在一个容积可变的密闭容器中发生反应:3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g)。
回答下列问题:
(1)增加Fe的量,正反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。
(2)将容器的容积缩小一半,正反应速率 ,逆反应速率 。
(3)保持容器的容积不变,充入N2使体系压强增大,正反应速率 ,逆反应速率 。
(4)保持压强不变,充入N2使容器的容积增大,正反应速率 ,逆反应速率 。
26.向含有H2SO4的H2O2溶液中滴加一定量的KMnO4溶液,反应开始后,溶液中Mn2+的浓度c将随时间t的变化而变化。某学生在做实验前认为,Mn2+的浓度c与时间t的关系如图甲所示,做完实验后,得到的结果如图乙所示。请回答下列问题:
(1)写出H2O2与KMnO4反应的化学方程式 。
(2)Oa段的意义为 。
(3)ab段的意义及ab段陡的原因为 。
(4)bc段的意义为 。
27.某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响,在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号 反应物 催化剂
① 10 mL 2% H2O2溶液 无
② 10 mL 5% H2O2溶液 无
③ 10 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol L-1 FeCl3溶液
④ 10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 1 mL 0.1 mol L-1 FeCl3溶液
⑤ 10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 1 mL 0.1 mol L-1 FeCl3溶液
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是 。
(2)实验①和②的目的是 。实验时由于较长时间没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是 。
(3)写出实验③的化学反应方程式: 。
(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。分析如图能够得出的实验结论是 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响;活化分子
【解析】【解答】活化分子间的碰撞并不都是有效碰撞,只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞,活化分子具有的平均能量与普通分子具有的平均能量之差才叫活化能;单位体积内活化分子总数越多,有效碰撞机会越多,反应速率才越快,A、B、C三项均错。
故答案为:D
【分析】根据活化分子间的有效碰撞可以发生反应、单位时间内有效碰撞次数越多,反应速率越快进行判断即可.
2.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】对于气体反应,增大压强,反应速率加快;增加固体物质的用量,对反应速率无影响;恒容下充入与反应无关的气体,不会增加反应物浓度,故不会加快反应速率。恒压下充入与反应无关的气体,容器体积增大,原反应物的浓度减小,反应速率减慢。
故答案为:C
【分析】根据外界条件改变对化学反应速率的影响进行判断即可.
3.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】只要反应中无气体物质参加或生成,改变压强均不能改变化学反应速率。
故答案为:C
【分析】对有气体参加或有气体生成的反应,增大压强反应速率将会加快,据此判断即可.
4.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】增大反应物浓度、增大气体反应物的压强都会使单位体积内活化分子数增加,但由于反应物分子的平均能量和发生反应所需能量(即活化能)都未发生变化,所以活化分子的百分数并未改变A、B项错误;改变条件使化学反应速率增大,主要靠增加活化分子的百分数或增加单位体积内活化分子的总数,从而增加有效碰撞次数,C项正确;对于本来不能发生的化学反应,即使改变条件,化学反应也不能发生。
故答案为:C
【分析】A. 增大反应物浓度,单位体积内活化分子的百分数不变;
B.对于有气体参加的化学反应,增大压强活化分子的百分数不变;
C.活化分子的有效碰撞几率增大可加快反应速率;
D.改变条件不能是本来不能发生的反应发生.
5.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】内因是决定化学反应速率的主要因素,四个选项中钠最活泼,与相同浓度的酸反应时速率最快。
故答案为:C
【分析】在影响化学反应速率的因素中,内因是主要影响因素,据此判断即可.
6.【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】18.4 mol·L-1的硫酸为浓硫酸,常温下,使铁发生钝化;2 mol·L-1的硫酸中c(H+)=4 mol·L-1,浓度最大,反应最快。
故答案为:B
【分析】铁与硫酸的反应速率与硫酸溶液中氢离子的浓度有关,浓硫酸在常温下能与铁发生钝化现象,据此分析即可.
7.【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】增大反应物浓度,可使化学反应速率加快,而②中增加盐酸用量不等于增加盐酸浓度;对于固体反应物而言,无浓度概念,要想使反应加快,可通过改变表面积来实现,与用量无关,粉末状固体物质比块状固体物质反应速率快,①⑤项符合题意。
故答案为:B
【分析】根据浓度、表面积等对反应速率的影响进行判断即可,注意改变固体的用量不影响反应速率.
8.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】改变反应中固体或纯液体的量不会影响反应速率;改变没有气体参加的反应体系的压强不影响反应速率。
故答案为:C
【分析】浓度和压强不一定改变反应速率,而温度的改变一定影响反应速率,据此判断即可.
9.【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】及时分离出NH3能提高合成氨正反应的速率,进而提高合成氨的反应速率;升高温度、使用催化剂能提高合成氨反应的速率;降低温度只能使反应速率减小。
故答案为:B
【分析】升高温度加快反应速率、降低温度减缓反应速率,使用催化剂一般是正催化剂,减小生成物的浓度可加快正反应速率,据此解答即可.
10.【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】锌与H2SO4溶液反应的离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑,要减缓反应速率又不影响生成氢气的量,就是要降低的H+浓度而不改变的H+物质的量。加入碳酸钠固体、氢氧化钾溶液,消耗了H+;加入盐酸溶液增加了H+;加入硫酸钾溶液既不改变H+物质的量,又稀释了H2SO4溶液。
故答案为:B
【分析】使溶液中的氢离子浓度减小,但不影响溶液中氢离子的物质的量即可达到题目要求.
11.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】①该反应为有气体参加的反应,增大压强,反应速率加快;②增加固体物质的量不影响化学反应速率;③通入CO2,反应物浓度增大,反应速率加快;④恒容下充入N2,反应物的浓度不变,反应速率不变;⑤恒压下充入N2,反应体系体积增大,反应物的浓度减小,反应速率减小。
故答案为:C
【分析】该反应是有气体参加和生成的反应,增大压强、增大浓度、升高温度等都可是反应速率加快,据此解答即可.
12.【答案】B
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】温度升高了30℃,反应速率是原来的23=8倍,所需时间是原来的 。
故答案为:B
【分析】根据温度对化学反应速率的影响进行分析即可.
13.【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A项,催化剂是通过参与反应来改变化学反应速率的;
B项,使用催化剂能降低反应活化能,使部分能量较低的分子转化为活化分子,增加了单位体积内活化分子百分数,使反应速率加快;
C项,反应的反应热与反应物和生成物的能量有关,与反应的过程无关,故催化剂不能改变反应的反应热;
D项,对某一可逆反应来说,使用催化剂,可以同等程度地改变正、逆反应的速率。
故答案为:B
【分析】在可逆反应中催化剂可改变化学反应速率,而不能改变化学平衡,据此解答即可.
14.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】活化分子百分数与压强无关,容器容积缩小时,单位体积内活化分子数增加。
故答案为:C
【分析】缩小容器的体积,增大压强,使单位体积内活化分子数增加,加快反应速率,据此解答即可.
15.【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】催化剂的催化活性受温度的影响,催化剂都有最佳的催化温度,但不是温度越高越好,C项错误;由题图可知,不同温度,不同载体,TiO2薄膜的光催化活性不同,A、D项均错误;约在520 ℃时,钛片载体的光催化活性最好,B项正确。
故答案为:B
【分析】根据温度对催化剂的作用、催化剂和温度对反应速率的影响进行判断即可.
16.【答案】A
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】只增大c(A)或c(B)时,v增大,k不变;只增大c(C)时,v、k都不变;只升高温度时,k增大,v增大。
故答案为:A
【分析】根据反应速率方程的含义与反应速率常数的关系进行分析即可.
17.【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】当反应中一种反应物相同时,反应速率的快慢取决于另一种反应物的浓度而不是用量,四个装置中所用的酸虽不同,但都是由c(H+)的大小决定反应的快慢。
故答案为:D
【分析】金属锌与不同浓度的酸反应时,氢离子的浓度越大反应速率越快,据此分析即可.
18.【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】增大浓度加快反应速率,而增加反应物用量不等于增大反应物浓度。D项加入KMnO4晶体后,KMnO4晶体被溶解,溶液的浓度一定比原KMnO4溶液浓度大。
故答案为:D
【分析】在溶液中的反应增大反应物的浓度反应速率,但加入稀溶液时,反应物浓度可能减小,据此分析即可.
19.【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】对于化学反应速率影响程度最大的是催化剂,其次为温度,然后才是浓度和压强,故此类问题首先按次序找出影响程度较大的选项,同等情况下,再看浓度或压强的相对大小。C、D中反应速率大于A、B,而D选项中c(H2SO4)大于C项中c(H2SO4)。
故答案为:D
【分析】根据温度、浓度、压强和催化剂对反应速率的影响进行分析即可.
20.【答案】第3组实验先出现浑浊。
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】反应物的浓度越大,反应温度越高,反应速率越快。由编号1和3可以看出,两种反应物的浓度相同,但编号3的温度高于1,故编号3先出现浑浊。再将编号3和2比较,3的浓度、温度均比2高,故最先出现浑浊的应为第3组。
【分析】比较反应物的浓度和反应温度,浓度越大、温度越高,反应速率越快,据此进行判断即可.
21.【答案】v(D)>v(B)>v(C)>v(A)
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】先把每种情况下混合溶液中M、N的起始浓度求出来,然后根据其浓度大小来比较化学反应速率的大小。混合后各物质的起始浓度(mol·L-1)为:
A B C D
M溶液/(mol·L-1) 0.10 0.25 0.20 0.25
N溶液/(mol·L-1) 0.10 0.25 0.20 0.9
混合后浓度最大的是D,其次是B,最小的是A。所以反应开始时,反应速率由大到小的顺序为v(D)>v(B)>v(C)>v(A)。
【分析】根据反应物的浓度越大反应速率越快进行比较反应速率由大到小的顺序即可.
22.【答案】(1)B;反应放热,使反应速率增大
(2)A;C
(3)
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】(1)曲线中斜率最大,表明反应速率最大,故t1~t2时间段反应速率最大,原因是反应放热,使反应速率增大。
(2)该反应实质为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,故加水稀释c(H+)减小,反应速率减小,NaCl溶液中Na+、Cl-对该反应无影响,故相当于加水稀释,加NaCl固体无影响,通入HCl会使c(H+)增大,反应速率增大,故选A、C。
(3)t1~t2时间段产
生CO2为 mol,所以v(HCl)= mol·(L·min)-1= mol·(L·min)-1。
【分析】(1)速率时间图像中斜率越大反应速率越快,根据随着反应的进行,溶液浓度逐渐减小,而反应温度逐渐升高进行分析;
(2)减小溶液中离子的浓度可减慢反应速率;
(3)根据反应速率的定义进行计算.
23.【答案】(1))60 mL
(2)1 min
(3)D>C>B>A
(4)随着反应的进行,c(H2O2)逐渐减小,反应逐渐变慢
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】(1)由图像知:2H2O2 2H2O+O2↑,当t=4 min时,H2O2分解完全,生成V(O2)=60 mL。
(2)放出一半气体时,即V(O2)=30 mL时,t=1 min。
(3)因为随着反应的进行,c(H2O2)逐渐减小,反应逐渐变慢。因而反应由快到慢的顺序为D>C>B>A。
【分析】根据图像分析反应速率变化和产生氧气的体积即可,随着反应的进行双氧水的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减小.
24.【答案】(1)7.5×10-4 mol·(L·s)-1
(2)减小;增大
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】(1)由题意可知20 s时有0.01 mol CO生成,所以v(CO)=2.5×10-4 mol·(L·s)-1,v(H2)=3v(CO)=7.5×10-4 mol·(L·s)-1。
(2)可逆反应由两个反应组成(正反应、逆反应),影响化学反应速率的因素对这两个反应都适用。因此,其他条件不变时,降低温度使正、逆反应速率都减小;增大压强使正、逆反应速率都增大(反应中有气体参加)。
【分析】(1)根据化学反应速率的定义进行计算;
(2)当改变影响化学反应速率的外界条件时,可逆反应的正逆反应速率变化趋势一致.
25.【答案】(1)不变
(2)增大;增大
(3)不变;不变
(4)减小;减小
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】(1)Fe为固体,因此增加Fe的量,反应速率不变。
(2)将容器的容积缩小一半,体系中各气态物质的浓度均增大,正反应速率和逆反应速率都增大。
(3)保持容器的容积不变,充入N2使体系压强增大,体系中各物质的浓度不变,正反应速率和逆反应速率均不变。
(4)保持压强不变,充入N2使容器的容积增大,体系中各气态物质的浓度均减小,正反应速率和逆反应速率均减小。
【分析】根据浓度、压强、催化剂和温度对化学反应速率的影响进行分析,注意固体和纯液体对反应速率的影响.
26.【答案】(1)5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑
(2)反应非常慢,溶液中c(Mn2+)变化很小
(3)反应非常快,c(Mn2+)迅速增大,是因为Mn2+达到一定浓度时,对上述反应起到了催化作用
(4)反应趋于完全,溶液中c(Mn2+)为定值
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】ab段斜率最大,说明化学反应速率最大,其原因应为生成的Mn2+达到一定浓度后充当了反应的催化剂。
【分析】根据氧化还原反应分析反应方程式的书写;根据二氧化锰对过氧化氢分解的催化作用分析反应速率变化的原因.
27.【答案】(1)改变反应途径,降低了活化能
(2)探究浓度对反应速率的影响;向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中)
(3)2H2O2 2H2O+O2↑
(4)碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率
【知识点】探究影响化学反应速率的因素
【解析】【解答】(1)催化剂改变反应的途径,降低反应所需的活化能,从而加快反应速率。
(2)实验①和②的浓度不同,则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响;为了便于比较,应在相同的条件下利用一个变量来比较,则向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中)。
(3)过氧化氢在催化剂作用下分解生成水和氧气,该反应为2H2O2 2H2O+O2↑。
(4)由图可知,⑤的反应速率最大,④的反应速率最小,结合实验方案可知,碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2 分解的速率。
【分析】(1)根据催化剂对反应速率的影响进行回答;
(2)根据催化剂和浓度对反应速率的影响进行回答;
(3)根据过氧化氢的分解书写化学方程式;
(4)根据溶液环境对化学反应速率的影响进行分析.