高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 化学反应速率优质第2课时导学案及答案

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一、实验探究影响化学反应速率的外界因素
Ⅰ、定性研究影响化学反应速率的因素
1．科学研究的基本步骤
提出问题→收集化学事实与信息→提出假设→设计实验方案→实验探究→得出结论
2.化学反应速率的定性描述
能体现化学反应速率的反应现象有：颜色变化快慢，产生气泡快慢，产生浑浊快慢，固体减少快慢等。
3．定性研究影响化学反应速率的因素
(1)实验原理
Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O
2H2O2eq \(=====,\s\up7(催化剂))2H2O＋O2↑
(2)实验方案设计
Ⅱ、定量研究影响化学反应速率的因素
1．原理：Zn ＋ H2SO4===ZnSO4 ＋ H2↑
2．实验操作：按如图所示安装两套装置A、B，在锥形瓶内各盛大小相同的2 g锌粒，通过分液漏斗分别加入40 mL 1 ml·L－1和40 mL 4 ml·L－1的硫酸溶液。
3．实验记录及结论(记录收集10 mL H2所用的时间)
4.实验拓展探究
在用上述实验测定锌与硫酸反应的速率时：
(1)为确保测定的准确性，应注意哪些事项？锌的颗粒(即比表面积)大小基本相同；稀硫酸要迅速加入；装置气密性良好，且计时要迅速准确。
(2)用上述装置测定化学反应速率时，操作、药品无误，结果测定速率偏大，从装置缺陷的角度分析可能的原因是忽视加入稀硫酸排出气体的体积。
(3)除了测定氢气的体积外，你还能设计哪些方案测定锌与稀硫酸反应的速率？在恒容反应装置中，测定一段时间内压强的变化；测定一段时间内H＋的浓度变化；测定一段时间内锌粒的质量变化等。
(1)任何化学反应都可以通过反应现象判断化学反应的快慢( )
(2)测定化学反应速率，可以用比色的方法测定溶液颜色的深浅进行比较( )
(3)可用装置测定过氧化氢分解的化学反应速率( )
(4)锌与H2SO4反应，H2SO4的浓度越大，产生H2的速率越快( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×
1．(1)亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂，在常温，不见光时可保存一年，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O，分解时刚加入硫酸反应缓慢，随后突然反应释放出大量ClO2，这是因为________________________。
(2)H2O2分解制O2的实验中，在10% H2O2溶液中未加催化剂，试管口带火星的木条没有明显变化。加入MnO2粉末，溶液中迅速产生大量气泡，木条立刻复燃；若加入1 mL 0.1 ml·
L－1 FeCl3溶液，溶液中产生气泡比较快，木条复燃；若加入1 mL 0.1 ml·L－1 CuCl2溶液，溶液中产生气泡比较慢，一段时间后木条复燃。由此可知催化剂的催化效果______________。
答案 (1)溶液中的 Cl－ 起催化作用 (2)MnO2>Fe3＋>Cu2＋
解析 (1)由题给信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸，生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢，随后突然反应加快，这说明分解生成的产物中某种物质起了催化剂的作用且该物质反应前不存在。
2．控制变量法是化学实验的常用方法之一。某化学兴趣小组为探究外界条件对化学反应速率的影响，设计以下四组实验。
回答下列问题：
(1)V1＝____，V2＝____。
(2)设计实验方案①和②的目的是：__________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)设计实验方案②和④的目的是：__________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)各实验方案中均需加入一定体积的水的原因：_____________________________________。
答案 (1)5 10 (2)探究Na2S2O3的浓度对化学反应速率的影响 (3)探究温度对化学反应速率的影响 (4)各实验方案中混合液的体积均相等
1．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。实验②的反应物应为( )
A.5 mL 2% H2O2溶液
B．10 mL 2% H2O2溶液
C．10 mL 5% H2O2溶液
D．5 mL 10% H2O2溶液
答案 C
解析 本实验的目的是运用控制变量法，探究浓度、催化剂对反应速率的影响，表中已有数据中，实验①和③中有两个反应条件不同，二者无法达到实验目的；实验②和③中，应是探究催化剂对反应速率的影响，所以实验②中双氧水浓度和体积必须与实验③相同，即反应物为10 mL 5% H2O2溶液；实验①和②中都没有使用催化剂，可以探究双氧水浓度对反应速率的影响，实验②的反应物为10 mL 5% H2O2溶液，C正确。
2．草酸(H2C2O4)是一种重要的化学试剂。下面是利用草酸探究外界条件对反应速率影响的实验。
(1)该反应是溶液之间发生的不可逆反应，改变压强对其反应速率的影响是________(填字母)。
A．可能明显加快
B．可能明显减慢
C．几乎无影响，可以忽略
(2)用酸性KMnO4和H2C2O4反应研究影响反应速率的因素。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如图1(KMnO4溶液已酸化)：
①该反应的离子方程式为__________________________________________________。
②该实验探究的是________对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是________(用实验序号填空)。
(3)若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2(标准状况下)，则在2 min 末c(MnOeq \\al(－,4))＝________
ml·L－1(假设混合液体积为50 mL)。
(4)小组同学发现反应速率总是如图2，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
答案 (1)C (2)①2MnOeq \\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O ②草酸浓度 ②>① (3)0.005 2 (4)该反应为放热反应 产物Mn2＋(或MnSO4)是反应的催化剂
解析 (1)该反应是溶液之间发生的不可逆反应，改变压强没有引起溶液体积变化，反应物浓度不改变，则对其反应速率几乎无影响，可以忽略，选项C符合题意。
(2)①MnOeq \\al(－,4)中Mn元素化合价从＋7价降低到＋2价的Mn2＋，H2C2O4中C元素化合价从＋3价升高到＋4价的CO2，并根据元素守恒进行配平，故离子方程式为2MnOeq \\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O；②对比①②实验，根据单一变量原则可知，该实验探究的是草酸浓度对化学反应速率的影响，两组实验溶液总体积一样，②中A溶液的草酸浓度比①中大，化学反应速率大，所得CO2的体积大。
(3)CO2的物质的量n＝eq \f(V,Vm)＝eq \f(4.48×10－3 L,22.4 L·ml－1)＝0.000 2 ml，用CO2表示2 min内的反应速率为eq \f(0.000 2 ml,2 min)＝0.000 1 ml·min－1；设2 min末，反应的MnOeq \\al(－,4)的物质的量为x，由2MnOeq \\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O可得关系式：
2MnOeq \\al(－,4) ～ 10CO2
2 10
x 0.000 2 ml
解得x＝0.000 04 ml,30 mL×10－3 L·mL－1×0.01 ml·L－1－0.000 04 ml＝0.000 26 ml，c(MnOeq \\al(－,4))＝eq \f(n,V)＝eq \f(0.000 26 ml,0.05 L)＝0.005 2 ml·L－1。
(4)催化剂能加快化学反应的速率，产物Mn2＋(或MnSO4)是反应的催化剂，此外反应释放热量，也可以使化学反应速率加快。
1．实验探究的科学方法及思路
变量控制→对照实验→定性观察或定量测定→科学归纳
2．控制变量探究实验题的思维流程
二、外界因素对化学反应速率的影响
1．浓度
增大反应物的浓度，化学反应速率加快；减小反应物的浓度，化学反应速率减慢。
注意事项 ①浓度对速率的影响适用于气体或溶液参与的反应，固体和纯液体的浓度视为常数。②对于离子反应，实际参加反应的离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。
2．压强
增大压强，引起气体反应物浓度增大，化学反应速率加快；减小压强，引起气体反应物浓度减小，化学反应速率减慢。
注意事项 压强对速率的影响适用于有气体参与的反应，且通过浓度对反应速率的影响实现。
3．温度
升高温度，化学反应速率加快；
降低温度，化学反应速率减慢。
注意事项 温度对反应速率的影响适用于除电化学反应外的绝大多数化学反应，如升高温度，不论吸热反应还是放热反应，不论正反应速率还是逆反应速率，均加快。
4．催化剂
催化剂同等程度的影响正、逆反应速率，正催化剂加快化学反应速率，逆催化剂减慢化学反应速率。
5．其他因素
接触面积、溶剂的性质、光、超声波、磁场、形成原电池等均能影响化学反应速率。
注意 实际生产生活中，影响一个化学反应速率的因素可能是多方面的。
(1)增加少量固体反应物的质量，化学反应速率增大( )
(2)100 mL 2 ml·L－1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变( )
(3)升高温度，吸热反应速率会加快而放热反应速率会减慢( )
(4)恒容体系发生反应：2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3 ΔH<0，升高温度，v正增大，v逆减小( )
(5)无论任何反应，若增大压强，反应速率一定增大( )
(6)恒温恒容密闭容器中发生的全为气体的反应，若容器内总压强增大，则反应速率一定增大( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
对于反应：N2(g)＋3H2(g)eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3(g)
(1)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氮气，反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，原因是_____________________________________________________。
(2)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氦气，反应速率________，原因是__________________
_______________________________________________________________________________。
(3)恒温恒压条件下，向反应体系中充入氦气，反应速率________，原因是_______________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)增大 增大反应物的浓度，化学反应速率增大
(2)不变 恒容条件下，充入氦气，反应物和生成物的浓度不变，化学反应速率不变
(3)减小 压强不变，充入氦气，容积增大，反应物和生成物的浓度减小，化学反应速率减小
1．下列实验中将水、试剂1、试剂2混合后褪色最快的是( )
答案 D
解析 根据水、试剂1和试剂2三者混合后溶液总体积为10 mL，B、C、D中草酸的物质的量比A中草酸物质的量多，又因B的温度比C、D的温度低，再根据D中加入了催化剂，因此D的反应速率最快，则褪色最快，故D符合题意。
2．(2022·河南新乡高二检测)下列关于化学反应速率的说法中，正确的是( )
①反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在2 L的密闭容器中进行，1 min后，NH3减少了0.12 ml，则1 min末的化学反应速率为v(NO)＝0.06 ml·L－1·min－1 ②H2(g)＋S(s)H2S(g)恒压条件下充入He，化学反应速率不变 ③恒容条件下充入气体，增大压强，一定能加快化学反应速率 ④一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，为减缓反应速率，可向其中加入CH3COONa溶液 ⑤煅烧黄铁矿时将矿石磨成粉末可以加快反应速率 ⑥用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率 ⑦光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
A．①④⑤⑦ B．①②⑤
C．④⑤⑦ D．③④⑥
答案 C
解析 化学反应速率为平均反应速率，不是瞬时反应速率，①错误；H2(g)＋S(s)H2S(g)该反应为等体反应，恒压条件下充入稀有气体，相当于容器的体积增大，反应速率减小，②错误；恒容条件下充入无关气体(如惰性气体)，容器的总压增大，分压不变，则反应速率不变，③错误；加入CH3COONa溶液，与硫酸反应生成醋酸，则氢离子的浓度减小，减缓反应速率，④正确；将矿石磨成粉末可增大接触面积，加快反应速率，⑤正确；98%的浓硫酸具有强氧化性，冷的浓硫酸与铁发生钝化，则不产生氢气，⑥错误；光是影响某些化学反应速率的外界条件之一，如氢气和氯气在光照条件下可反应生成氯化氢，⑦正确；综上所述，正确的为④⑤⑦。
(1)温度对反应速率的影响具有一致性，升高温度，v正、v逆都增大，降低温度，v正、v逆都减小。
(2)在温度、浓度、催化剂等影响反应速率的因素中，各因素对反应速率的影响程度不同，催化剂为主要因素，其次是温度，最后是浓度。
(3)探究外界因素对化学反应速率的思维模型“实验现象——影响规律——理论解释”，解决实际问题时注意运用证据推理思路和思维认知模型。
题组一 影响化学反应速率的因素
1．(2022·湖北襄阳高二期中)下列说法正确的是( )
A．对于反应A(s)＋B(g)C(g)＋D(g)，加入A，反应速率加快
B．2NO2N2O4(正反应放热)，升高温度，反应速率减慢
C．一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g)eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3(g)在密闭容器中进行，恒压时充入He，不改变反应速率
D．100 mL 2 ml·L－1稀盐酸与锌反应时，加入少量硫酸铜固体，生成氢气的速率加快
答案 D
解析 对于反应A(s)＋B(g)C(g)＋D(g)，A为固体，加入A，A的浓度不变，反应速率不变，故A错误；2NO2N2O4(正反应放热)，升高温度，反应速率加快，故B错误；一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g)eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3(g)在密闭容器中进行，恒压时充入He，容器的体积增大，反应物和生成物的浓度减小，反应速率减慢，故C错误；100 mL 2 ml·L－1稀盐酸与锌反应时，加入少量硫酸铜固体，锌与硫酸铜发生置换反应析出铜，形成原电池，生成氢气的速率加快，故D正确。
2．把下列4种X的溶液分别加入4个盛有10 mL 2 ml·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL，此时X与盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是( )
A．20 mL 3 ml·L－1 B．20 mL 2 ml·L－1
C．10 mL 4 ml·L－1 D．10 mL 2 ml·L－1
答案 A
解析 本题中反应速率的大小是由混合后反应物浓度的大小决定的，由于最后溶液体积相同，所以混合前X的物质的量越大，混合后其浓度越大，反应速率越快。
3．反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在一密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是( )
A．增大体积使压强减小
B．保持体积不变，充入N2使压强增大
C．保持体积不变，充入氦气使压强增大
D．保持压强不变，充入氦气
答案 B
解析 A项，增大体积引起各物质的浓度减小，反应速率减小；B项，体积不变，充入N2，N2的浓度增大，反应速率增大；C项，体积不变，充入氦气，各物质的浓度并没有改变，反应速率不变；D项，保持压强不变，充入氦气，体积增大，各物质的浓度减小，反应速率减小。
4．在相同条件下，做H2O2分解对比实验时，其中①加入MnO2催化，②不加MnO2催化。如图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图，其中正确的是( )
答案 A
解析 由图像知，横坐标为时间，纵坐标为V(O2)，只要H2O2的量相同，两种情况下最终产生O2的体积相同，①中加入MnO2作催化剂，加快了H2O2的分解速率，在相同时间内产生O2的体积比②大，反应结束时所用时间短，故选A。
题组二 实验探究影响化学反应速率的因素
5．(2022·上海市进才中学高二检测)某实验小组利用0.1 ml·L－1Na2S2O3溶液与0.2 ml·L－1H2SO4溶液反应研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如表：
下列说法不正确的是( )
A．实验②中a＝5.0
B．t2>t1>t3
C．实验①、②、③均应先将溶液混合好后再置于不同温度的水浴中
D．实验探究了浓度和温度对化学反应速率的影响
答案 C
解析 由控制变量法可知，溶液总体积相同，则实验②中加入H2O的体积为5.0 mL，才能保持c(Na2S2O3)与实验①一致，故A正确；温度越高、浓度越大，反应速率越快，实验①中硫酸的浓度大，实验③中的温度又比①高，因此反应速率③＞①＞②，则出现浑浊需要的时间t2＞t1＞t3，故B正确；由控制变量法可知，实验①、②、③中需要将各组实验H2SO4溶液和Na2S2O3溶液置于一定温度的水浴中，再将H2SO4溶液迅速滴入Na2S2O3溶液中实验，故C错误；实验①②中硫酸浓度不同，实验①③中温度不同，可以探究温度和浓度对化学反应速率的影响，故D正确。
6．(2022·福建德化第一中学高二检测)实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素，有关说法不正确的是( )
A.a＝25
B．实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响
C．实验中需记录溶液颜色变化所需时间
D．若b＝25，c＝4 mL 0.02 ml·L－1，则实验①④也可用于化学反应速率影响因素的探究
答案 D
解析 ①与②相比，CH3CHO的浓度不同，则温度应相同；①与③相比，两种反应物的浓度相同，则温度不同；①与④相比，其他条件相同，KMnO4的浓度应不同。由分析知，①与②相比，CH3CHO的浓度不同，温度应相同，则a＝25，A正确；实验①③两种反应物的浓度都相同，则探究的是温度对化学反应速率的影响，B正确；外界条件已经确定，比较反应速率的快慢，应通过时间来判断，所以实验中需记录溶液颜色变化所需时间，C正确；若b＝25，c＝4 mL 0.02 ml·L－1，则实验①④的温度相同、CH3CHO的体积和浓度相同，KMnO4的浓度不同，但KMnO4过量，溶液颜色不发生明显变化，所以不能用于化学反应速率影响因素的探究，D不正确。
7．下列装置或操作能达到目的的是( )
A．装置①用于测定生成氢气的速率
B．装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响
C．装置③依据U形管两边液面的高低判断Na和水反应的热效应
D．装置④依据出现浑浊的快慢比较温度对反应速率的影响
答案 C
解析 装置①生成的氢气会从长颈漏斗中逸出，不能根据生成氢气的体积测定生成氢气的速率，A错误；装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响，应保证高锰酸钾溶液的浓度相同，用不同浓度的草酸溶液来做实验，B错误；Na和水反应放热，广口瓶内气体受热膨胀，U形管左侧液面下降，右侧液面上升，所以装置③能达到目的，C正确；装置④中物质的浓度、温度都不同，无法判断温度对反应速率的影响，D错误。
题组三 化学反应速率影响因素的图像分析
8．用如图所示的实验装置进行实验X及Y时，每隔半分钟分别测定反应放出气体的体积。下列选项能正确表示实验X及Y的结果的是( )
答案 A
解析 由镁和盐酸反应的化学方程式知，两组实验中镁均过量，n(H＋)相等，故二者产生氢气的体积相等，排除选项C和D；根据其他条件相同时，反应物浓度越大，化学反应速率越大可知，实验X产生氢气的速率大，体现在图像上即实验X对应的曲线的斜率比实验Y的大，结合以上两点可知，选项A符合题意。
9.把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率如图所示。在下列因素中，影响反应速率的因素是( )
①盐酸的浓度 ②镁条的表面积 ③溶液的温度 ④Cl－的浓度
A．①④ B．③④
C．①②③ D．②③
答案 C
解析 Mg＋2H＋===H2↑＋Mg2＋，实质是镁与H＋间的反应，与Cl－无关，在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触的面积不断增大，产生H2的速率会加快；溶液的温度对该反应也有影响，反应放出热量，使温度升高，则反应速率会逐渐加快。
10．用Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物M，为研究降解效果，设计如下对比实验探究温度、浓度、pH对降解速率和效果的影响，实验测得M的浓度与时间关系如图所示，下列说法错误的是( )
A.实验②在前15 min内，M的降解速率最快
B．实验①②说明升高温度，M的降解速率增大
C．实验①③说明pH越高，越不利于M的降解
D．实验②④说明M的浓度越小，降解的速率越慢
答案 D
解析 从图中可以看出，在15 min内，实验②中Δc(M)的数值最大，则M的降解速率最快，A正确；从表中可知实验①②的单一变量是温度，且实验②的温度高于实验①，在相同时间内，曲线②的下降幅度大于曲线①，起始M的浓度相同，故说明升高温度，M的降解速率增大，B正确；从表中可知实验①③的单一变量是pH，且实验③的pH高于实验①，在相同时间内，曲线③的下降幅度小于曲线①，起始M的浓度相同，故说明pH越高，越不利于M的降解，C正确；实验②④的温度和起始M的浓度均不相同，不符合单一变量的对照要求，不能说明M的浓度越小，降解的速率越慢，D错误。
11．对于溶液中的反应：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===5Fe2(SO4)3＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O，下列措施一定能使反应速率提高的是( )
A．加水
B．加入同浓度的FeSO4溶液
C．向溶液中滴加稀硫酸
D．加入少量的高锰酸钾固体
答案 D
解析 加水，浓度减小，反应速率减慢，故不选A；加入同浓度的FeSO4溶液，溶液体积增大，使KMnO4、FeSO4浓度减小，反应速率减慢，故不选B；向溶液中滴加稀硫酸，反应物KMnO4、FeSO4浓度减小，所以反应速率不一定加快，故不选C；加入少量的高锰酸钾固体，KMnO4的浓度增大，FeSO4、H2SO4的浓度不变，反应速率一定加快，故选D。
12．某化学课外小组的同学通过实验探究温度和浓度对反应速率的影响。实验原理及方案：在酸性溶液中，碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生反应生成碘，反应原理是：2IOeq \\al(－,3)＋5SOeq \\al(2－,3)＋2H＋===I2＋5SOeq \\al(2－,4)＋H2O，生成的碘可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
下列判断不正确的是( )
A．最先出现蓝色的一组是实验③
B．实验①③中V1＝40，V2＝10
C．探究温度对化学反应速率的影响应该选择实验①②
D．出现蓝色的时间：t3>t2>t1
答案 D
解析 实验①②浓度相同，实验②温度高，实验②的反应速率比实验①快，实验③反应温度与实验②相同，但浓度比实验②大，因此最先出现蓝色的一组是实验③，A正确；根据混合后溶液体积一样，实验①③中V1＝40，V2＝10，B正确；实验①②浓度相同，温度不同，因此探究温度对化学反应速率的影响应该选择实验①②，C正确；出现蓝色的时间：t1>t2>t3，D错误。
13．KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录：
回答下列问题：
(1)该反应的离子方程式为__________________________________________________。
(2)该实验的目的是________________________________________________________。
(3)实验试剂除了1 ml·L－1 KI溶液、0.1 ml·L－1 H2SO4溶液外，还需要的试剂是___________，实验现象为____________________。
(4)实验操作中除了需要上述条件外，还必须控制______(填字母)不变。
A．温度 B．试剂的用量(体积) C．试剂添加的顺序
(5)由上述实验记录可得出的结论是_________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(6)若要进行溶液酸性强弱对反应速率影响的探究实验，你会采取的措施是______________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O
(2)探究温度对化学反应速率的影响
(3)淀粉溶液 无色溶液变蓝
(4)BC
(5)温度每升高10 ℃，反应速率约增大2倍
(6)保证其他实验条件不变，采用不同浓度的H2SO4溶液进行对比实验
解析 (1)根据得失电子数目相等、电荷守恒和原子守恒，可得该反应的离子方程式为4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O。(2)表中数据只有温度和显色时间，故该实验的目的是探究温度对化学反应速率的影响。(3)为测定显色时间，有碘单质生成，还需要的试剂是淀粉溶液，实验现象为无色溶液变为蓝色。(4)设计实验必须保证其他条件不变，只改变一个条件，才能得到准确的结论，故还必须控制试剂的用量(体积)和试剂添加的顺序不变。(5)分析实验数据，温度每升高10 ℃，显色时间缩短到原来的一半，故可得出的结论是温度每升高10 ℃，反应速率约增大2倍。(6)若要进行溶液酸性强弱对反应速率影响的探究实验，需保证其他实验条件不变，采用不同浓度的H2SO4溶液进行对比实验。
14．甲、乙两个实验小组利用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4酸化)：
甲组：通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。某同学进行实验，实验装置如图。其中A、B的成分见下表：
(1)该反应的离子方程式为__________________________________________________。
实验结束后读数前需要移动量气管，使两个量气管的液面相平。
乙组：通过测定KMnO4溶液褪色所需的时间来比较化学反应速率的大小。为了探究KMnO4溶液与H2C2O4溶液浓度对反应速率的影响，某同学在室温下完成以下实验：
(2)x＝________，4号实验中始终没有观察到溶液褪色，你认为可能的原因是______________
_______________________________________________________________________________。
(3)2号实验中，用H2C2O4表示的反应速率为____(反应后溶液的总体积变化忽略不计)。
(4)在实验中发现酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液反应时，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。某同学认为是反应放热导致溶液温度升高，再次进行3号实验，测定反应过程中不同时间溶液的温度，结果如下表：
①结合实验目的与表中数据，你得出的结论是_______________________________________
_______________________________________________________________________________。
②从影响化学反应速率的因素看，你认为还可能是________的影响。若用实验证明你的猜想，除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是_________(填字母)。
a．硫酸钾 b．水
c．二氧化锰 d．硫酸锰
答案 (1)2MnOeq \\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O (2)5 KMnO4溶液过量 (3)0.006 25 ml·L－1·s－1 (4)①温度不是反应速率突然加快的原因 ②催化剂 d
解析 (1)H2SO4酸化的KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应生成二氧化碳、硫酸锰和水。
(2)探究浓度对反应速率的影响时，溶液的总体积都为20 mL，据此判断x的值；由于4号实验中高锰酸钾溶液过量，溶液最终没有褪色。
(3)根据n＝cV计算出反应物的物质的量，计算可知高锰酸钾量不足，用高锰酸钾的物质的量来计算反应消耗的草酸的物质的量，最后根据v＝eq \f(Δc,Δt)计算出用H2C2O4表示的反应速率。
(4)①根据题表数据知，温度升高不明显，对反应速率影响不大，说明温度不是反应速率突然加快的原因。②酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应生成了锰离子，锰离子有催化作用，所以还可能是催化剂的影响，要想验证锰离子的催化作用，在做对照实验时同时加入硫酸锰观察反应速率是否有变化。
15．(2022·北京市顺义区第一中学高二检测)某小组研究了铜片与5.6 ml·L－1 HNO3反应的速率，实现现象记录如下表。
为探究影响该反应速率的主要因素，小组进行如下实验。
实验Ⅰ：监测上述反应过程中溶液温度变化，得曲线如图。
实验Ⅱ：②～④试管中加入大小、形状相同的铜片和相同体积5.6 ml·L－1 HNO3。结果显示：Cu(NO3)2、NO对Cu和HNO3反应速率的影响均不明显，NO2能明显加快该反应的速率。
实验 Ⅲ ：在试管中加入铜片和5.6 ml·L－1 HNO3，当产生气泡较快时，取少量反应液于试管中，检验后发现其中含有NOeq \\al(－,2)。
(1)根据表格中的现象，描述该反应的速率随时间的变化情况：_________________________。
(2)实验Ⅰ的结论：温度升高________(填“是”或“不是”)反应速率加快的主要原因。
(3)实验Ⅱ的目的是____________________________________________________________。
(4)小组同学查阅资料后推测：该反应由于生成某中间产物而加快了反应速率。请结合实验Ⅱ、Ⅲ，在下图方框内填入相应的微粒符号①________，②________，以补全催化机理。
答案 (1)反应速率先变快后变慢 (2)不是
(3)检验Cu(NO3)2、NO、NO2能否加快铜和硝酸反应的速率 (4)NO2 NOeq \\al(－,2)
解析 (1)根据表格中的气泡多少的现象，可知该反应的速率随时间的变化情况：反应速率先变快后变慢。(2)反应30 min时，反应速率已经较快了，再升高温度，反应速率增大有限，则温度升高不是反应速率加快的主要原因。(3)NO2能明显加快该反应的速率，Cu(NO3)2、NO对Cu和HNO3反应速率的影响均不明显，具有对比性，则实验Ⅱ的目的是检验Cu(NO3)2、NO、NO2能否加快铜和硝酸反应的速率。(4)由实验Ⅱ、Ⅲ，硝酸得到电子生成二氧化氮，Cu与二氧化氮反应生成铜离子和NOeq \\al(－,2)，则图中①为NO2，②为NOeq \\al(－,2)。化学事实和信息
提出假设——反应速率的影响因素
Na与水的反应比Mg与水的反应剧烈
反应物本身的性质
食物真空保存变质慢
反应物的浓度
夏天食物变质快
温度
向H2O2中加入MnO2后会迅速分解产生气泡
催化剂
将等质量的铁片与铁粉放入稀硫酸中，铁粉产生气泡较快
接触面积
影响因素
实验步骤
实验现象
实验结论
浓度
均出现浑浊，但后者出现浑浊更快
增大反应物浓度，化学反应速率增大
温度
混合后均出现浑浊，但70 ℃热水一组首先出现浑浊
升高温度，化学反应速率增大
催化剂
前者无明显现象，后者出现大量气泡
催化剂能加快化学反应速率
加入试剂
反应时间(填“长”或“短”)
反应速率(填“快”或“慢”)
结论
1 ml·L－1 H2SO4溶液
长
慢
增大反应物浓度，化学反应速率增大
4 ml·L－1 H2SO4溶液
短
快
实验方案
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(ml·L－1)
V/mL
c/(ml·L－1)
V/mL
①
25
5
0.1
10
0.1
5
②
25
V1
0.2
5
0.2
10
③
35
5
0.1
10
0.1
5
④
35
5
0.2
5
0.2
V2
实验编号
反应物
催化剂
①
10 mL 2% H2O2溶液
无
②
无
③
10 mL 5% H2O2溶液
MnO2固体
实验序号
A溶液
B溶液
①
20 mL 0.1 ml·L－1H2C2O4溶液
30 mL 0.01 ml·L－1KMnO4溶液
②
20 mL 0.2 ml·L－1H2C2O4溶液
30 mL 0.01 ml·L－1KMnO4溶液
选项
温度
水
试剂1
试剂2
A
25 ℃
4 mL
4 mL 0.01 ml·L－1 KMnO4
2 mL 0.1 ml·L－1 H2C2O4
B
25 ℃
2 mL
4 mL 0.01 ml·L－1 KMnO4
4 mL 0.1 ml·L－1 H2C2O4
C
35 ℃
2 mL
4 mL 0.01 ml·L－1 KMnO4
4 mL 0.1 ml·L－1 H2C2O4
D
35 ℃
2 mL
4 mL 0.01 ml·L－1 KMnO4
4 mL 0.1 ml·L－1 H2C2O4、少量MnSO4固体
实验编号
温度/℃
V(Na2S2O3)/mL
V(H2SO4)/mL
V(H2O)/mL
出现浑浊时间/s
①
20
5.0
10.0
0
t1
②
20
5.0
5.0
a
t2
③
50
5.0
10.0
0
t3
实验编号
温度/℃
酸性KMnO4溶液
乙醛(CH3CHO)溶液
①
25
4 mL 0.01 ml·L－1
2 mL 0.01 ml·L－1
②
a
4 mL 0.01 ml·L－1
2 mL 0.02 ml·L－1
③
50
4 mL 0.01 ml·L－1
2 mL 0.01 ml·L－1
④
b
c
2 mL 0.01 ml·L－1
实验
所用盐酸
X
25 mL 0.2 ml·L－1
Y
50 mL 0.1 ml·L－1
实验编号
温度/℃
pH
①
25
1
②
45
1
③
25
7
④
25
1
实验序号
0.01 ml·L－1 KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL
0.01 ml·L－1 Na2SO3溶液的体积/mL
水的体积/mL
实验温度/℃
出现蓝色的时间/s
①
5
5
V1
5
t1
②
5
5
40
25
t2
③
5
V2
35
25
t3
实验编号
①
②
③
④
⑤
温度/℃
30
40
50
60
70
显色时间/s
160
80
40
20
10
序号
A
B
①
2 mL 0.2 ml·L－1 H2C2O4溶液
4 mL 0.01 ml·L－1 KMnO4溶液
②
2 mL 0.1 ml·L－1 H2C2O4溶液
4 mL 0.01 ml·L－1 KMnO4溶液
③
2 mL 0.2 ml·L－1 H2C2O4溶液
4 mL 0.01 ml·L－1 KMnO4溶液和少量MnSO4
实验编号
1
2
3
4
水/mL
10
5
0
x
0.5 ml·L－1 H2C2O4溶液/mL
5
10
10
5
0.2 ml·L－1 KMnO4溶液/mL
5
5
10
10
时间/s
40
20
10
—
时间/s
0
5
10
15
20
25
30
温度/℃
25
26
26
26
26.5
27
27
实验
时间段
现象
0～15 min
铜片表面出现极少气泡
15～25 min
铜片表面产生较多气泡，溶液呈很浅的蓝色
25～30 min
铜片表面均匀冒出大量气泡
30～50 min
铜片表面产生较少气泡，溶液蓝色明显变深，液面上方呈浅棕色