高考化学化学反应速率及其影响因素典型题例

化学反应速率及其影响因素典型题例
1．碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用0.20 mol·L－1 KI、0.4%淀粉溶液、0.20 mol·L－1 K2S2O8、0.010 mol·L－1 Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。

已知：S2O2－8＋2I－===2SO2－4＋I2(慢)
I2＋2S2O2－3===2I－＋S4O2－6(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Na2S2O3耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S2O2－3与S2O2－8初始的物质的量需满足的关系为n(S2O2－8)∶n(S2O2－3)________。

(2)如果实验中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是________。

(3)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：
表中V1＝________ mL，理由是___________________________________；
V2＝________ mL，理由是______________________________________。

显色时间t1大约是________。

(4)根据表中数据可以得出的结论是________________________________
______________________________________________________________。

解析(1)由已知可得，向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，先发生反应S2O2－8＋2I－===2SO2－4＋I2(慢)，后发生反应I2＋2S2O2－3===2I
－＋S4O2－6(快)，当溶液中的Na2S2O3耗尽后，碘才能与淀粉作用使溶液颜色将由无色变为蓝色，根据方程式S2O2－8＋2I－===2SO2－4＋I2可知，生成1 mol I2需要1 mol S2O2－8，根据I2＋2S2O2－3===2I－＋S4O2－6可知，I2与S2O2－3的物质的量的关系为1∶2，即反应1 mol I2需2 mol S2O2－3，恰好反应时n(S2O2－8)∶n(S2O2－3)＝1∶2，为确保能观察到蓝色，碘需有剩余，则S2O2－3应少量，所以n(S2O2－8)∶n(S2O2－3)＞1∶2。

(2)如果实验中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是显色时间太短，不易测量。

(3)该实验是探究反应物浓度对化学反应速率的影响，实验①与实验②对照，溶液体积一直是25 mL，为确保溶液体积不变，所以V1＝7.5 mL，理由是保证每次实验溶液总体积相等。

V2＝1 mL，理由是保证淀粉溶液的用量相同。

对比几组实验数据，显然时间t1大约是72 s。

(4)根据表中数据可以得出的结论是反应速率与反应物浓度成正比关系，即：反应物浓度越大，反应速率越快。

答案(1)＞0.5(2)显色时间太短，不易测量
(3)7.5保证每次实验溶液总体积相等1保证淀粉溶液的用量相同72 s(54 s～72 s)
(4)反应速率与反应物浓度成正比关系(反应物浓度越大，反应速率越快)
2．兴趣小组探究锌片与盐酸、醋酸反应时，浓度或温度对反应速率的影响，他们准备了以下化学用品：0.20 mol·L－1与0.40 mol·L－1的HCl溶液、0.2 mol·L－1与0.40 mol·L－1的CH3COOH溶液、0.10 mol·L－1CuCl2、锌片(形状、大小、质量相同)、秒表、碳棒、导线、烧杯、几支试管和胶头滴管，酸液温度控制为298 K和308 K。

(1)酸液都取足量、相同体积，请你帮助完成以下实验设计表(表中不要留空格)：
(2)若(1)中实验①锌片消失的时间是20 s ，则锌片剩余质量与时间关系图如图。

假设：该反应温度每升高10 ℃，反应速率是原来的2倍；温度相同、浓度相同时，醋酸的平均反应速度是盐酸的1/2。

请你在此图中大致画出“实验②”(用实线)、“实验④中醋酸实验”(用虚线)的锌片质量与时间关系曲线。

(3)某实验小组在做(1)中实验④时误加少量0.10 mol·L －
1 CuCl 2溶液，发现反应速
率与(1)中实验①接近。

该组同学对影响因素提出如下假设，请完成假设三： 假设一：Cu 2＋对该反应起催化剂作用 假设二：Cl －对该反应起催化剂作用
假设三：_____________________________________________________ ……
(4)请你设计实验验证上述假设三是否成立，写出实验步骤及预期现象：
解析 (1)实验①和②的不同点是盐酸的温度，所以是探究不同温度对Zn 与盐酸反应速率的影响，实验①和③的不同点是盐酸的浓度，所以是探究不同浓度对Zn 与盐酸反应速率的影响，实验①和④是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、
醋酸与锌反应速率的区别，所以实验④的温度是298 K，醋酸的浓度是0.20 mol·L－1。

(2)该反应温度每升高10 ℃，反应速率是原来的2倍，温度相同、浓度相同时，
，与①比较，②温度升高10 ℃，反应速率是原来醋酸的平均反应速率是盐酸的1
2
的2倍，所以②反应时间缩短到10 s；④的反应速率是①的1
，则反应时间是①
2
的2倍，即20 s×2＝40 s，据此可画出图像。

(3)Zn置换出Cu，构成Zn-Cu原电池，能够加快反应速率，所以假设3为：形成Zn-Cu原电池，加快反应速率。

(4)设计对照实验，其中一个为原电池，如①将不连接的铜、锌电极插入稀硫酸中，此过程中铜电极不反应，锌电极产生氢气；②将铜、锌电极用导线连接放入稀硫酸中，可以观察到在铜电极上迅速产生氢气，产生氢气的速率大于①，根据①②可知，构成原电池后可以大大加快反应速率。

答案(1)④2980.20实验目的：a.不同温度b．不同浓度
(2)
(3)形成原电池，加快反应速率(其他答案合理亦可)
(4)①将不连接的铜、锌电极插入稀硫酸中，②将铜、锌电极用导线连接放入稀硫酸中产生氢气的速率②大于①，证明构成原电池后可以大大加快反应速率。