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專題29 影響化學反應速率的因素 （滿分60分 時間30分鐘） 姓名： 班級： 得分： 1．某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題： （1）請寫出上述實驗中可以加快氫氣生成速率的反應的化學方程式：__________________； （2）實驗室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液，可與實驗中CuSO4溶液起相似作用的是________； （3）要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有_________________ (任答兩種)； （4）為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學設計了如下一系列實驗。將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時間。 實驗 混合溶液 A B C D E F 4mol/L H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5 飽和CuSO4溶液 /mL 0 0.5 2.5 5 V6 20 H2O /mL V7 V8 V9 V10 10 0 ①請完成此實驗設計，其中：V1= ，V6= ，V9= ； ②反應一段時間后，實驗A中的金屬呈 色，實驗E中的金屬呈 色； ③該同學最后得出的結(jié)論為：當加入少量CuSO4溶液時，生成氫氣的速率會大大提高。但當加入的CuSO4溶液超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降的主要原因 。 【答案】（1）Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；（2）Ag2SO4 （3）升高反應溫度，適當增加硫酸的濃度，增加鋅粒的表面積(答兩個)。 （4）①V1=30 V6=10 V9=17.5 ②灰黑色，暗紅色。 ③當加入一定量的CuSO4后，生成的單質(zhì)銅會沉積在Zn的表面降低了Zn與溶液接觸的表面。 【考點定位】考查化學實驗方案的設計及評價的知識。 【名師點睛】化學反應速率的影響因素有內(nèi)因和外因，在內(nèi)因（反應物不變）相同的情況下，外界條件可以影響化學反應速率，如溫度、催化劑、濃度、壓強、原電池反應原理、固體表面積大小、溶劑、光等；在設計實驗驗證各組外界條件對化學反應速率影響時，一定要采用對照實驗，只改變一個條件，其它反應條件都相同，這樣得到的結(jié)論才是正確的。 2．己知：KI溶液在酸性條件下能被空氣中的O2氧化，反應的離子方程式為：O2 +4I- +4H+=2I2+2H2O． （I）某化學小組為探究不同條件對上述反應速率的影響，設計如下實驗，完成下表中①和②的內(nèi)容。 （限選試劑：0.lmol/L硫酸、0.2mol/L硫酸、1mol/L KOH溶液、淀粉溶液） 組別 溫度 KI溶液 H2SO4溶液 淀粉溶液 實驗目的 c(KI) V c(H2SO4) V 1 298K 1mol/L 5mL 0.1mol/L 5mL 3滴 1組和2組探究②_______對該反應速率的影響；1組和3組探究反應物濃度對該反應速率的影響 2 308K 1mol/L 5mL 0.1mol/L 5mL 3滴 3 298K 1mol/L 5mL ① 5mL 3滴 （2）在上述實驗中，三種溶液混合的順序最合理的是______（選填下列選項）；應記錄的內(nèi)容______________。 A．先將硫酸溶液與淀粉溶液混合，然后再加入KI溶液 B．先將KI溶液與硫酸溶液混合，然后再加入淀粉溶液 C．先將KI溶液與淀粉溶液混合，然后再加入硫酸溶液 （3）在實驗中，發(fā)現(xiàn)露置在空氣中的KI溶液逐漸變黃色．通過查閱資料知：KI溶液在空氣中會生成I2和KOH．小組同學對該描述有疑問：I2為何能與KOH共存？為此提出下列假設進行探究： 假設一：常溫下，I2和KOH不反應 假設二：溶液堿性弱，I2和KOH不反應 假設三：… 請設計實驗驗證假設二，完成表中的內(nèi)容 實驗方案 預期實驗現(xiàn)象與結(jié)論 取少量_____于試管中，滴入幾滴淀粉溶液，然后逐滴加入________，觀察現(xiàn)象 若______________，則假設二正確 （限選試劑：1mol/L鹽酸、1mol/L KOH溶液、碘水、淀粉溶液） 【答案】（1）0.2mol/L；溫度；（2）C；溶液從無色變?yōu)樗{色所需的時間 （3）碘水；1mol/L KOH溶液；藍色不褪色。 考點：考查濃度、溫度對反應速率的影響、實驗方案的設計的知識。 3．回歸、改進、拓展教材實驗，是高考化學實驗考查的常見形式。 I．甲組同學在進行《必修二》實驗2-5“Fe3+離子在H2O2溶液分解實驗中的催化作用”時，進行了以下探究?；谀壳皩W過的元素周期表的相關(guān)知識，該小組推測了同為第四周期第VIII族的Fe、Co、Ni可能有相似的催化機理。 【查閱資料】：鈷及其化合物廣泛應用于磁性材料、電池材料及超硬材料等領(lǐng)域。其中CoxNi(1-x)Fe2O4（其中Co、Ni均為+2價）也可用作H2O2分解的催化劑，具有較高的活性。 （1）寫出H2O2溶液在Fe3+催化下分解的化學方程式__________________________________。 （2）①該催化劑中鐵元素的化合價為 。 ②下圖表示兩種不同方法制得的催化劑CoxNi(1-x)Fe2O4在10℃時催化分解6%的H2O2溶液的相對初始速率隨x變化曲線。由圖中信息可知： 法制取得到的催化劑活性更高，由此推測Co2+、Ni2+兩種離子中催化效果更好的是 。 H2O2分解的相對初始速率 1 2 3 4 0 0.2 0.4 0.6 0.8 X 微波水熱法 常規(guī)水熱法 II．乙組同學在進行《選修四》實驗2-2“草酸溶液濃度對酸性高錳酸鉀溶液褪色時間的影響”時，發(fā)現(xiàn)溶液褪色總是先慢后快，該小組設計了如下過程探究其原因： 【查閱資料】KMnO4溶液氧化H2C2O4的反應歷程為（流程中“III”等為Mn的價態(tài)）： Mn2+ + CO2↑ Mn(C2O4)n3-2n Mn(III) Mn(IV) Mn2+ Mn(VI) Mn(VII) Mn2+ Mn2+ C2O42- 【提出假設】假設1：該反應為放熱反應 假設2：反應生成的Mn2+ 對該反應有催化作用 假設3：K+ 對該反應有催化作用 【設計、完成實驗】 （3）稱取 g草酸晶體(H2C2O42H2O)，配制500 mL 0.10 mol/L H2C2O4溶液。在上述過程中必須用到的2種定量儀器是托盤天平和 （4）完成探究，記錄數(shù)據(jù) 實驗 編號 燒杯中所加試劑及用量(mL) 控制條件 溶液褪色時間(s) 0.10 mol/L H2C2O4溶液 等濃度 KMnO4溶液 H2O 0.50 mol/L 稀硫酸 1 30 20 30 20 18 2 30 20 30 20 水浴控制溫度65 ℃ 15 3 30 20 30 20 加入少量MnSO4固體 3.6 4 30 20 x 20 加入5 mL 0.10 mol/L K2SO4溶液 18 仔細閱讀分析表中數(shù)據(jù)，回答問題： x = mL，假設__________成立（填“1” 、“2”或“3”） 【答案】（1）2H2O2 2H2O + O2↑ （2）①+3價 ② 微波加熱 Co2+ （3）6.3 g 500 mL 容量瓶 （4）25 2 影響大，是反應的催化劑，假設2成立；根據(jù)1、4比較可知K+對該反應無影響，假設3錯誤。 考點：考查化學探究實驗方案的設計與評價。 4．I.為了探究外界條件對H2O2分解速率的影響，有同學利用實驗室提供的儀器和試劑進行了如下實驗，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? 試劑：5%H2O2溶液，10%H2O2溶液，1mol/LFeCl3溶液，MnO2粉末 儀器：試管、膠頭滴管、酒精燈 （1）實驗目的：探究溫度對化學反應速率的影響 實驗步驟：分別對A、B兩支試管中加入5mL 5%H2O2溶液，將試管A放入5℃水浴中，將試管B放入40℃水浴中，同時分別向兩試管中加入2~3滴1mol/LFeCl3溶液。觀察實驗現(xiàn)象。 實驗現(xiàn)象：試管________（填“A”或“B”）中產(chǎn)生氣泡的速率快，說明___________。 （2）實驗目的：探究濃度對化學反應速率的影響 實驗步驟：向試管A中加入5mL 5%H2O2溶液，向試管B中加入5mL 10%H2O2溶液，觀察實驗現(xiàn)象。 實驗現(xiàn)象：試管A、B中均有少量氣體緩慢產(chǎn)生。 請你改進實驗方案，使該實驗的實驗現(xiàn)象更為明顯，以支撐“濃度改變會影響化學反應速率”這一理論預測，___________________________。 （3）實驗目的：________________________。 實驗步驟：分別向試管A和B中加入5mL 5%H2O2溶液后，再向試管B中加入1mL 1mol/L的FeCl3溶液，觀察實驗現(xiàn)象。 你認為方案（3）的設計是否嚴謹？_________（填是或否），說明理由_________________。 II.請設計“以鎂與不同濃度稀硫酸反應探究濃度對化學反應速率影響”的實驗方案。 實驗中可供選擇的試劑與用品：鎂帶（密度1.74g/cm、寬度0.5cm、厚度0.05cm）、砂紙、剪刀、1.0mol/L的硫酸、蒸餾水、恒溫水浴箱、試管、量筒、秒表。實驗方案：_____________________________________。 【答案】I.（1）B（1分） 升高溫度可加快H2O2的分解速率（2分） （2）再同時分別向試管A和B中加入1mL 1mol/L FeCl3溶液。（2分） （3）探究催化劑對化學反應速率的影響（2分） 否（1分） 試管B中加入1mL FeCl3溶液會使H2O2溶液的濃度降低（2分） II.①取2支試管，向其中一支試管中加入4mL 1.0mol/L的稀硫酸，另一支試管中加入2mL 1.0mol/L的稀硫酸和2mL 蒸餾水，振蕩搖勻。（2分）將兩試管置于溫水浴箱中；（1分）②剪取長度相同用砂紙打磨過的鎂帶2小段（每段0.5-1厘米）；（1分）③將2小段鎂帶分別置于2支試管中；并用秒表記錄鎂帶從投入至完全消失的時間。（1分）（或其他合理答案）。 考點：考查探究影響反應速率的因素，實驗方案的設計的知識。