Question

影響化學反應速率的因素很多，某課外興趣小組用實驗的方法研究反應速率的有關問題．
（1）實驗1  探究Mg與鹽酸反應速率的變化規律．取一段鎂條，用砂紙擦去表面的氧化膜，銅絲纏著鎂條伸入裝置甲中，使鎂條浸入錐形瓶內的體積為2L稀鹽酸（足量）中．鎂條和鹽酸反應生成H₂的體積與反應時間的關系曲線如圖2所示．
①從圖2中看出0-6min內平均反應速率最快的時間段是

 

．（填代號）
A．0-2min    B．2-4min    C．4-6min
②請計算4-6min 時間內，用HCl表示的平均反應速率為

 

．（假設圖2氫氣體積均已換算為標準狀況下的體積，且溶液體積變化可忽略）
③圖1裝置甲中與鎂條相連的銅絲若一起浸入稀鹽酸中對反應速率影響下列說法正確的是
A．加快反應速率但生成氫氣的總量不變      B．減慢反應但增大生成氫氣總量
C．不影響反應速率                        D．加快反應速率但生成氫氣的總量減小
（2）實驗2 探究酸濃度對MnO₂與H₂O₂反應速率的影響
已知MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O，現取等量MnO₂和下表有關物質，在相同溫度下進行4組實驗，分別記錄收集20.0mL氧氣所需時間．

實驗編號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
10%H2O2的體積/mL	5.0	5.0	V1	V2
20%硫酸的體積/mL	0	0.5	1.0	V3
水的體積/mL	15	14.5	V4	13.5
所需時間t/s	t1	t2	t3	t4

①上表中V₁=

 

mL，V₃=

 

mL．
②有同學提出實驗I不可作為實驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的對比實驗，其理由是

 

．
③若實驗測得t₂＞t₃＞t₄，則可得出的實驗結論是

 

．

Answer 1

分析：（1）①分析相同時間內氫氣體積的多少來判斷速率的快慢；
②利用速率表達式v=

△c

△t

計算速率；
③形成原電池可加快反應速率；
（2）①因探究酸濃度對速率的影響，故其他條件相同；
②實驗Ⅰ二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑，而加入硫酸后，二氧化錳為氧化劑，反應原理不同；
③分析酸的用量和反應時間的關系．

解答：解：（1）①從圖中看出2-4分鐘內產生氫氣最多，故這段時間內反應速率最大，故答案為：B；
②4-6分鐘內，產生氫氣4.48mL，物質的量為：

4.48×10-3L

22.4L/mol

=2×10^-4mol，根據反應方程式：
Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑可知，參加反應鹽酸的物質的量為：4×10^-4mol，鹽酸的濃度變化為：△c=

△n

△t

=

4×10-4mol

2L

=2×10^-4mol/L
v（HCl）=

△c

△t

=

2×10-4mol/L

2min

=1×10^-4mol/（L?min）；
故答案為：1×10^-4mol/（L?min）；
③銅與鹽酸不反應，但加入的銅絲和鎂及電解質形成原電池，加快了反應速率，故選A；
（2）①因探究酸濃度對速率的影響，故其他條件相同，10%H₂O₂的體積不變，混合溶液的總體積不變，所以V₁=V₂=5.0mL，V₃=（20-5.0-13.5）mL=1.5mL；
故答案為：5.0；1.5；
②實驗Ⅰ中二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑，而加入硫酸后，二氧化錳為氧化劑，反應原理不同，實驗I不可作為實驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的對比實驗，
故答案為：實驗I中MnO₂將作為催化劑，其他三組實驗中二氧化錳作氧化劑，反應原理不同，且酸量不同；
③從數據可看出，酸用量越多，酸的濃度越大，所需時間越短，故答案為：酸濃度越大，反應速率越快．

點評：本題考查了反應速率的測定及影響因素，中等難度，注意在比較外界反應條件對反應速率的影響時，要限定其他條件相同，改變一個條件，這是解題的依據．