一个与化学反应速率常数有关的问题
第23卷 第3期大学化学2008年6月自学之友
一个与化学反应速率常数有关的问题
索福喜 陈魁 李俊 徐建强
(南京信息工程大学环境科学与工程学院 江苏南京210044)
摘要 对物理化学教科书和教学参考书中较为普遍存在的一个有关化学反应速率常数的问题进行了讨论。指出必须对反应的速率常数k 与某反应物的消耗速率常数(或某产物的生成速率常数)k i 加以严格区分,二者之间的关系是:k i =νi ?k 。
化学反应的速率常数是化学动力学研究中的一个重要参数。例如温度和催化剂对反应速率的影响是通过反应的速率常数来体现的;在对复合反应进行近似处理(例如稳定态处理)时,更要涉及各个基元步骤的反应速率常数。因此,准确理解和严格区分化学反应速率常数的相关概念是很有必要的。
我们知道,按目前国际上普遍采用的以反应进度随时间的变化率对反应速率进行定义,对任意反应a A +b B =g G +h H ,当在恒容条件下进行时,其反应速率可以表示为:
r =-1a d[A ]d t =-1b d[B ]d t =1g d[G]d t =1h d[H ]d t
当上述反应为基元反应时,按照质量作用定律又有:
r =k [A ]a [B ]
b
式中k 称为反应速率常数。于是有:
-1a d[A ]d t
=k [A ]a [B ]b -1b d[B ]d t
=k [A ]a [B ]b
1g d[G]d t =k [A ]a [B ]b 1h d[H ]d t =k [A ]a [B ]b 另外,在动力学问题研究中,为了方便,也常常采用某反应物的消耗速率(或某产物的生成速率)来表示反应的快慢。因而有:
-
d[A ]d t =ak [A ]a [B ]b =k A [A ]a [B ]b -
d[B ]d t =bk [A ]a [B ]b =k B [A ]a [B ]b
d[G]d t
=gk [A ]a [B ]b =k G [A ]a [B ]b 46
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由此应有(7a )和(7b )式,但文献[9]给出的却是(8a )和(8b )式。
d c B d t
=2k 1c A -2k 2c 2B -2k 5c 2B +2k 4c D =0(7a ) d c D d t
=k 3c A -k 4c D =0(7b ) d c B d t
=k 1c A -k 2c 2B -2k 5c 2B +k 4c D =0(8a ) d c D d t =k 3c A -k 42
c D =0(8b )这里若将文献[9]中的(8a )和(8b )式视为正确的话,将得出以下结果:k 1和k 4都是中间产物B 的生成速率常数,k 2则为中间产物B 的消耗速率常数,而k 5又是终产物C 的生成速率常数。这显然比较混乱,尤其是在未作具体指定说明的情况下,更让人难以理解和接受。 ⑤反应H 2+Cl 2HCl 的机理为:
Cl 2+M
k 12Cl +M Cl +H 2
k 2HCl +H H +Cl 2k 3
HCl +Cl 2Cl +M k 4Cl 2+M
由此应有(9)式,但文献[10]给出的却是(10)式。类似的问题也出现在文献[6,11]中。
d c (Cl )d t
=2k 1c (Cl 2)c (M )-k 2c (Cl )c (H 2)+k 3c (H )c (Cl 2)-2k 4c (Cl )2c (M )=0(9) d c (Cl )d t
=k 1c (Cl 2)c (M )-k 2c (Cl )c (H 2)+k 3c (H )c (Cl 2)-k 4c (Cl )2c (M )=0(10) ⑥反应A 2+B 22AB 的机理为:
A 2+
B 2
k 1A 2B 2(慢) A 2B 2k 22AB (快)
由此应有(11)中的两式,但文献[12]给出的却是(12)中的两式。
d c AB d t =2k 2c A 2B 2, d c A 2B 2d t
=k 1c A 2c B 2-k 2c A 2B 2=0(11) d c AB d t =k 2c A 2B 2, d c A 2B 2d t =k 1c A 2c B 2-12
k 2c A 2B 2=0(12) 当然,若将本例中的k 2理解为化合物AB 的生成速率常数k AB ,则如上所示的(12)两式即是正确无误的。但此时应将k 2换用k AB 表示为好,因为k 2更容易也更有道理被理解为基元步骤2的反应速率常数。
⑦反应H 2+B r 22HB r 的机理为:
B r 2
k 12B r ?
66
B r?+H
2k2
HB r+H?
H?+B r
2k3
HB r+B r?
H?+HB r k4
H2+B r?
2B r?k5
B r2
由此应有(13)式,但文献[7]给出的却是(14)式。类似的问题也出现在文献[5]中。
d[B r?]
d t
=2k1[B r2]-k2[B r?][H2]+k3[H?][B r2]+k4[H?][HB r]-2k5[B r?]2=0(13)
d[B r?]
d t
=k1[B r2]-k2[B r?][H2]+k3[H?][B r2]+k4[H?][HB r]-k5[B r?]2=0(14)
⑧异丙苯氧化为过氧化氢异丙苯的反应可简写为:RH+O
2
ROOH,其机理可表示为:
ROOH k1
RO+HO
RO+RH k2
ROH+R
HO+RH k3
H2O+R
R+O
2k4
RO2
RO
2+RH
k5
ROOH+R
2RO
2k6
ROOR+O2
由此应有(15)式,但文献[8]给出的却是(16)式。
d[RO2]
d t
=k4[R][O2]-k5[RO2][RH]-2k6[RO2]2=0(15)
d[RO2]
d t
=k4[R][O2]-k5[RO2][RH]-k6[RO2]2=0(16)
综上可见,在目前的物理化学教科书和教学参考书中,对反应的速率常数与某反应物的消耗速率常数或生成速率常数区分不够以至错误的情况确实普遍存在。笔者在此提出以引起注意,希望能对教学有所裨益。
参 考 文 献
1 朱志昂.近代物理化学(下册).第3版.北京:科学出版社,2004
2 印永嘉,奚正楷,李大珍.物理化学简明教程.第3版.北京:高等教育出版社,1992
3 肖衍繁,李文斌.物理化学.天津:天津大学出版社,1997
4 印永嘉,王雪琳,奚正楷.物理化学简明教程例题与习题.北京:高等教育出版社,1999
5 杜清枝,杨继舜.物理化学.重庆:重庆大学出版社,1997
6 马青兰,薛永强,刘勇健,等.物理化学.徐州:中国矿业大学出版社,2002
7 王正烈.物理化学.北京:化学工业出版社,2001
8 王文清,沈兴海.物理化学习题精解.第2版.北京:科学出版社,2004
9 北京化工大学.物理化学例题与习题.第2版.北京:化学工业出版社,2006
10 李文斌.物理化学例题与习题.天津:天津大学出版社,1998
11 邵光杰,王锐,董红星,等.物理化学(修订版).哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2003
12 魏明坤.物理化学习题精解.成都:西南交通大学出版社,2004
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第三章化学反应速率和化学平衡答案
第三章 化学反应速率和化学平衡 习题3-1 什么是反应的速率常数？它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系？ 答：反应的速率大都可以表示为与反应物浓度方次的乘积成正比： υ=k·c α(A)·c β(B)，式中比例常数k 就是速率常数。速率常数在数值上等于反应物浓度均为1 mol·L -1时的反应速率。k 的大小与反应物浓度无关，改变温度或使用催化剂会使速率常数k 的数值发生变化。 习题 3-2 什么是活化能？ 答：Arrhenius 总结了大量实验事实，提出一个经验公式：速率常数k 的对数与1/T 有线形关系：C T R E k a +?-=1ln 式中E a 就是活化能，它表示活化分子具有的最低能量与反应分 子平均能量之差。 习题3-3 什么是催化剂？其特点有哪些？ 答：某些物质可以改变化学反应的速率，它们就是催化剂。催化剂参与反应，改变反应历程，降低反应活化能。催化剂不改变反应体系的热力学状态，使用催化剂同样影响正、逆反应的速率。不影响化学平衡，只能缩短达到平衡的时间。 习题3-4 NOCl 分解反应为2NOCl→2NO+Cl 2实验测得NOCl 的浓度与时间的关系如下： t/s 0 10 20 30 40 50 c （NOCl ）/mol·L -1 求各时间段内反应的平均速率；用作图法求t =25s 时的瞬时速率。 解：t=0-10s 时，10 42 .100.2-= ??= t c υ= ·L -1·s -1 t=10-20s 时，102099 .042.1--= ??=t c υ= ·L -1·s -1 t=20-30s 时，203071 .099.0--= ??=t c υ= ·L -1·s -1 t=30-40s 时，304056 .071.0--= ??=t c υ= ·L -1·s -1 t=40-50s 时，40 5048.056.0--=??=t c υ= ·L -1·s -1 作图法略。 习题3-5 660K 时反应2NO + O 2→2NO 2 ，NO 和O 2的初始浓度c (NO )和c (O 2)及反应的初始速率υ的实验数据： c (NO )/mol·L -1 c (O 2)/mol·L -1 υ/mol·L -1·s -1
化学反应速率练习题及答案解析
化学反应速率练习题及 答案解析 LEKIBM standardization office【IBM5AB- LEKIBMK08- LEKIBM2C】
2-1《化学反应速率》课时练 双基练习 1．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少 mol/L，对此反应速率的表示不正确的是() A．用A表示的反应速率是 mol/(L·min) B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1 C．在2 min内的反应速率，用B表示是 mol/(L·min) D．在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是逐渐减小的 解析：选项A，A为固体，不能用固体或纯液体表示化学反应速率，错误。选项B，用B、C、D表示反应速率之比等于化学方程式中B、C、D的系数之比，正确。选项C，v(B)＝错误!＝ mol/(L·min)，正确。选项D，在这2 min内，无论用B还是用C表示，二者的变化量都是逐渐减小的，则反应速率的值也都是逐渐减小的，正确。 答案：A 2．某温度下，浓度都是1 mol/L的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过t min后，测得物质的浓度分别为：c(X2)＝ mol/L，c(Y2)＝ mol/L，c(Z)＝ mol/L。则该反应的反应式可表示为() A．X2＋2Y22XY2 B．2X2＋Y2X2Y C．3X2＋Y2===2X3Y D．X2＋3Y22XY2
解析：本题考查了化学反应速率之比等于系数之比。首先求出三种物质的物质的量浓度变化值，分别为 mol/L、 mol/L、 mol/L。根据物质的量浓度变化之比等于反应速率之比等于系数之比，即可得系数之比为 3∶1∶2。 答案：C 3．下列说法正确的是() A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示 B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比 C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定 D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值 解析：化学反应速率通常用单位时内反应物或生成物的物质的量浓度的变化来表示，化学反应速率是取单位时间内浓度变化的绝对值，所以都为正值。 答案：B 4．在某一化学反应中，反应物A的浓度在15 s内从 mol/L变成 mol/L，在这15 s内A的化学反应速率为() A． mol/(L·s)B． mol/L C． mol/(L·s) D． mol/L 解析：直接根据速率公式计算； 错误!＝ mol/(L·s)。
化学反应速率限度教材分析
《化学反应速率与限度》教材分析 一、单元与课标关系 1.课标里的内容标准：通过实验认识化学反应的速率和化学反应的限度，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。 2.对本单元的内容分析（明线+暗线） 本单元的主要知识线是由化学反应速率与化学反应限度构成的。 化学反应速率主要内容：定量描述化学反应进行的快慢，反应速率的计算，影响反应速率的因素，应用化学反应速率的知识，解释生活中的相关现象。 化学反应的限度主要内容：认识可逆反应，与化学反应限度的含义，通过反应速率判断化学反应所能达到的限度，初步了解什么是化学平衡。 从课标来看，要学习的内容是相对宏观的。根据对化学课程标准及教材的分析，可以确定本单元教学在知识技能的重点是化学反应速率的原理理解和化学反应限度的涵义，在过程与方法方面的重点是通过实验来认识这两方面的内容在化学研究中的作用，学会在实验当中的观察，归纳总结这两块内容的知识。情感态度价值观的重点是感受控制反应条件在科学研究中的作用。 二、教材单元知识分层建构及衔接 化学反应速率及限度涉及初中，高中必修，选修三个学习阶段的内容： 初中：反应的快慢（冷热），反应条件（燃烧是否完全），量的多少会 对生成物产生一些影响等基础的化学反应。 高中必修：化学反应速率描述化学反应的快慢，反应限度（可逆反应）， 化学平衡的初步了解。 高中选修：《化学反应原理》化学平衡的移动，各种因素对化学平衡的 影响，化学反应速率与化学平衡的关系。 这三个学习阶段是呈现螺旋上升的组织特点，三个阶段都是符合中学生的心理发展特点所制定的，所以本单元的知识处于中间地位，起着承上启下的作用，不仅在本书中是学科知识的关键，也是整个化学学习的重要组成部分。 三、教材单元知识结构 本单元在学生接触过大量的化学反应，并且对化学反应有了快与慢的经验的基础上，继续深入对于化学反应快慢的探究，告诉学生可以用定量的方式来描述
第三章化学反应速率及化学平衡答案解析
第三章 化学反应速率和化学平衡 习题3-1 什么是反应的速率常数？它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系？ 答：反应的速率大都可以表示为与反应物浓度方次的乘积成正比： υ=k·c (A)·c (B)，式中比例常数k 就是速率常数。速率常数在数值上等于反应物浓度均 为1 mol·L -1 时的反应速率。k 的大小与反应物浓度无关，改变温度或使用催化剂会使速率常数k 的数值发生变化。 习题 3-2 什么是活化能？ 答：Arrhenius 总结了大量实验事实，提出一个经验公式：速率常数k 的对数与1/T 有线形关系：C T R E k a +?-=1ln 式中E a 就是活化能，它表示活化分子具有的最低能量与反应分 子平均能量之差。 习题3-3 什么是催化剂？其特点有哪些？ 答：某些物质可以改变化学反应的速率，它们就是催化剂。催化剂参与反应，改变反应历程，降低反应活化能。催化剂不改变反应体系的热力学状态，使用催化剂同样影响正、逆反应的速率。不影响化学平衡，只能缩短达到平衡的时间。 习题3-4 NOCl 分解反应为2NOCl→2NO+Cl 2实验测得NOCl 的浓度与时间的关系如下： t/s 0 10 20 30 40 50 c （NOCl ）/mol·L -1 2.00 1.42 0.99 0.71 0.56 0.48 求各时间段内反应的平均速率；用作图法求t =25s 时的瞬时速率。 解：t=0-10s 时，10 42.100.2-=??= t c υ= 0.058mol·L -1·s -1 t=10-20s 时，102099.042.1--=??=t c υ= 0.043mol·L -1·s -1 t=20-30s 时，203071.099.0--=??=t c υ= 0.028mol·L -1·s -1 t=30-40s 时，304056.071.0--=??=t c υ= 0.015mol·L -1·s -1 t=40-50s 时，40 5048.056.0--=??=t c υ= 0.008mol·L -1·s -1 作图法略。 习题3-5 660K 时反应2NO + O 2→2NO 2 ，NO 和O 2的初始浓度c (NO)和c (O 2)及反应的初始速率υ的实验数据：
高一必修二化学反应速率和限度(解析版)
高一必修二化学反应速率和限度 1．可逆反应：3A(g)+ B(g)2C(g)+2D(g)在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是( ) A．v (A) =0.6 mol·L-1·min-1B．v (B) =0.3 mol·L-1·min-1 C．v (C) =0.5 mol·L-1·min-1D．v (D) =0.2 mol·L-1·min-1 【答案】B 【解析】 【分析】 化学反应速率之比等于化学计量数之比，则反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快，以此来解答。【详解】 反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快，则 A.0.6 3 =0.2；B. 0.3 1 =0.3；C. 0.5 2 =0.25；D. 0.2 2 =0.1；显然B中比值最大，反应速率最快，故合理选项是B。 【点睛】 本题考查化学反应速率的比较，把握速率之比等于化学计量数之比为解答的关键，侧重考查学生的分析与应用能力，注意比值法应用及速率单位统一。 2．可逆反应达到化学平衡的标志是 A．正、逆反应不再进行B．反应物的浓度为零 C．正、逆反应都还在继续进行D．正、逆反应的速率相等 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A．反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等但不等于0，反应处于动态平衡状态，错误； B．反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等但不等于0，反应处于动态平衡状态，所以反应物的浓度不为0，错误；C．正逆反应都还在继续进行时，正逆反应速率不一定相等，所以不一定是平衡状态，错误； D．反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等但不等于0，正确。 3．已知某反应aA(g)＋bB(g)cC(g)的各物质浓度数据如下：
核心素养提升23化学反应速率常数
素养说明：运用题给陌生的原理和规律进行解题是近几年高考的一大热点，主要考查考生的迁移运用能力，但得分率极低；今以化学反应速率常数为例进行讲解拓展，旨在让考生学会灵活变通，做到举一反三，稳取高分。 1.速率常数含义 速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。 2.速率方程 一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。对于反应：a A＋b B===g G＋h H 则v＝kc a(A)·c b(B)(其中k为速率常数)。 如：①SO2Cl2SO2＋Cl2v＝k1c(SO2Cl2) ②2NO22NO＋O2v＝k2c2(NO2) ③2H2＋2NO N2＋2H2O v＝k3c2(H2)·c2(NO) 3.速率常数的影响因素 温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。 [题型专练] 1.(2015·全国卷Ⅰ·28节选)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题： Bodensteins研究了下列反应： 2HI(g)H2(g)＋I2(g) 在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表： t/min 0 20 40 60 80 120
x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 (1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为 _____________________________________________________________________。 (2)上述反应中，正反应速率为v正＝k正x2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k 正 、k 逆 为速率常数，则k 逆 为________(以K和k 正 表示)。若k 正 ＝ 0.002 7 min－1，在t＝40 min时，v正＝________min－1。 (3)由上述实验数据计算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为______________(填字母)。 解析(1)2HI(g)H2 (g)＋I2 (g)是反应前后气体物质的量不变的反应。反应后x(HI)＝0.784，则x(H2)＝x(I2)＝0.108，K＝ c（H2）·c（I2） c2（HI） ＝ 0.108 V× 0.108 V （0.784 V ）2 ＝ 0.108×0.108 0.7842 。(2)到达平衡时，v正＝v逆，即k正x2(HI)＝k逆x(H2)x(I2)，k逆＝ k正· x2（HI） x（H2）x（I2） ＝k正/K，在t＝40 min时，x(HI)＝0.85，v正＝k正x2(HI)＝0.002 7 min－1×(0.85)2＝1.95×10－3min－1。(3)原平衡时，x(HI)为0.784，x(H2)为0.108，二者图中纵坐标均约为1.6(因为平衡时v正＝v逆)，升高温度，正、逆反应速率均加快，对应两点在1.6上面，升高温度，平衡向正反应方向移动，x(HI)减小(A点符合)，x(H2)增大(E点符合)。
(完整版)化学反应速率及计算
第一节 化学反应速率 一．化学反应速率 1. 概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量，通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。 2. 表达式：v ＝Δc Δt ；v 表示平均速率，常用的单位是mol/(L·min)或mol/(L·s)。 3. 表示化学反应速率的注意事项 (1)在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但它们表示的意义却是完全相同的。因此，表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质作标准。 (2)由于在反应中纯液体和固体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或固体参加的反应一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。 (3)在同一个化学反应中，无论选用反应物还是生成物来表示化学反应速率，其值均为正值。 (4)化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。 例1: 判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。 ( ) (2)化学反应速率为0.8 mol/(L·s)是指1 s 时某物质的浓度为0.8 mol/L 。( ) (3)化学反应速率的数值越大，反应进行得越快。( ) (4)根据化学反应速率的大小可以推知化学反应进行的快慢。( ) (5)对于化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。( ) 答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× 即时练习： 1.下列关于化学反应速率的说法，不正确的是( C ) A ．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B ．单位时间内某物质的浓度变化越大，则该物质反应就越快
实验五化学反应速率和速率常数的测定
实验五化学反应速率和速率常数的测定 一、预习要点 ①化学反应速率基本概念以及浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。 ②本实验测定反应速率及速率常数的基本原理、实验方法。 二、目的要求 ①了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。 ②测定过二硫酸俊与碘化钾反应的平均反应速率，并计算不同温度下的反应速率常数。 三、实验原理 在水溶液中，过二硫酸俊与碘化钾发生如下反应： (NH 4)2 S2O8+3KI ——(NH 4)2SO4 + K2SO4 + KI 3 它的离子反应方程式为： S2O8+3I-——2SO4+I3- 因为化学反应速率是以单位时间内反应物或生成物浓度的改变值来表示的，所以上述反 应的平均速率为： 2 2 2 、 C(S2O8 )1 C(S2O8 )2 C(S2O8 ) tT^1 t 式中，△ C(S2O82-)为S2O82-在At时间内浓度的改变值。为了测定出△ C(S2O82-)，在混合(NH 4)2 S2O8和KI溶液时，用淀粉溶液作指示剂，同时加入一定体积的已知浓度的N32S2O3,这样 溶液在反应(1)进行的同时，也进行着如下反应： S2O32-+I3-——S4O62-+3I- 反应(2)进行得非常快，几乎瞬间完成，而反应(1)却慢得多，于是由反应(1)生成的碘立 刻与S2O32-反应，生成了无色的S4O62-和I-,因此在开始一段时间内，看不到碘与淀粉作用 而显示出来的特有的蓝色，但是，一旦Na2S2O3耗尽，则继续游离出来的碘，即使是微量的，也能使淀粉指示剂变蓝。所以蓝色的出现就标志着反应(2)的完成。 从反应方程式⑴和⑵的关系可以看出，S2O82-浓度的减少量等于S2O32-减少量的一半， 2 c(S2O8 )c(S2O；) 2 因为S2O32-在溶液显蓝色时几乎完全耗掉，故^ C(S2O32-)实际上就等于反应开始时 Na2S2O3的浓度，由于本实验中的每份混合溶液只改变(NH4)2S2O8和KI的浓度，而使用的Na2S2O3的起始浓度都是相同的，因此到蓝色出现时已耗去的S2O82-即^ C(S2O82-)也都是相同的。这样只要记下从反应开始到溶液出现蓝色所需要的时间(△ t),就可以求算在各种不同浓 2 度下的平均反应速率C(S 2°8) t 实验证明：过二硫酸俊与碘化钾的反应速率和反应的浓度的关系如下： 2 值。8 ) t kc(S2。；)C(I ) k式中的为反应速率常数，C(S2O82-)和C(I-)分别为两种离子的初始浓度(mol ? L-1),利用 (3)即可求算出反应速率常数k值。 四、实验用品 量筒(10mL)，烧杯(50mL)，秒表，温度计(0?100C)。
化学反应速率及计算图文稿
化学反应速率及计算集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
第一节化学反应速率 一．化学反应速率 1. 概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量，通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。 2. 表达式：v＝Δc Δt ；v表示平均速率，常用的单位是mol/(L·min)或 mol/(L·s)。 3. 表示化学反应速率的注意事项 (1)在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但它们表示的意义却是完全相同的。因此，表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质作标准。 (2)由于在反应中纯液体和固体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或固体参加的反应一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。 (3)在同一个化学反应中，无论选用反应物还是生成物来表示化学反应速率，其值均为正值。 (4)化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。 例1: 判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或生成物 浓度的增加。( ) (2)化学反应速率为0.8 mol/(L·s)是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol/L。( )
(3)化学反应速率的数值越大，反应进行得越快。( ) (4)根据化学反应速率的大小可以推知化学反应进行的快慢。( ) (5)对于化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。( )答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)× 即时练习： 1.下列关于化学反应速率的说法，不正确的是( C) A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B．单位时间内某物质的浓度变化越大，则该物质反应就越快 C．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示D．化学反应速率常用单位有“mol/(L·s)”和“mol/(L·min)” 2. 用纯净的CaCO 3与1 mol·L－1 100 mL稀盐酸反应制取CO 2 。关于此反 应，下列说法不正确的是( D) A．可以用单位时间内CaCO 3 质量的减少表示该反应的反应速率 B．可以用单位时间内生成H 2 的量表示该反应的反应速率C．可以用单位时间内溶液中Ca2＋浓度的增加表示该反应的反应速率 D．可以用单位时间内CaCO 3 浓度的变化表示该反应的反应速率 3. 下列有关化学反应速率的说法中正确的是( D ) A.对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 B.化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何 一种生成物浓度的增加来表示
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告
学号：201114120222 基础物理化学实验报告 实验名称：乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定应用化学二班班级 03 组号 实验人姓名： xx 同组人姓名：xxxx 指导老师：李旭老师 实验日期： 2013-10-29 湘南学院化学与生命科学系
一、实验目的： 1、了解测定化学反应速率常数的一种物理方法——电导法。 2、了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数。 3、掌握DDS-11A 型数字电导率仪和控温仪使用方法。 二、实验原理： 1、对于二级反应：A+B →产物，如果A ，B 两物质起始浓度相同，均为a ，则反应速率的表示式为 2)(x a K dt dx -= (1) 式中x 为时间t 反应物消耗掉的摩尔数，上式定积分得： x a x ta K -= ·1 (2) 以 t x a x ~-作图若所得为直线，证明是二级反应。并可以从直线的斜率求出k 。 所以在反应进行过程中，只要能够测出反应物或产物的浓度，即可求得该反应的速率常数。 如果知道不同温度下的速率常数k (T 1)和k (T 2)，按Arrhenius 公式计算出该反应的活化能E ??? ? ??-?=122112)() (ln T T T T R T K T K E a （3） 2、乙酸乙酯皂化反应是二级反应，其反应式为： OH -电导率大，CH 3COO -电导率小。因此，在反应进行过程中，电
导率大的OH -逐渐为电导率小的CH 3COO -所取代，溶液电导率有显著降低。对稀溶液而言，强电解质的电导率L 与其浓度成正比，而且溶液的总电导率就等于组成该溶液的电解质电导率之和。如果乙酸乙酯皂化在稀溶液下反应就存在如下关系式： a A L 10= （4） a A L 2=∞ （5） x A x a A L t 21)(+-= （6） A 1，A 2是与温度、电解质性质，溶剂等因素有关的比例常数，0L ， ∞L 分别为反应开始和终了时溶液的总电导率。t L 为时间t 时溶液的总 电导率。由(4)，(5)，(6)三式可得： a L L L L x t ·0 0??? ? ??--=∞ 代入(2)式得： ??? ? ??--=∞ L L L L a t K t t 0·1 （7） 重新排列即得： ∞+-= L t L L k a L t t 0·1 三、实验仪器及试剂 DDS-11A 型数字电导率仪1台（附铂黑电极1支），恒温槽1台， 秒表1只，电导池3支，移液管3支；0.0200mol ／L 乙酸乙酯(新配的)，O.0200mol ／L 氢氧化钠(新配的)
化学反应速率
第2章化学反应速率 3课时 教学目标及基本要求 1. 熟悉化学反应速率的表示方法。 2. 理解影响化学反应速率的因素（浓度、温度、催化剂），熟悉质量作用定律的内容。 3. 熟悉基元反应、反应级数的概念。 4. 了解阿仑尼乌斯公式及其应用。 教学重点 1. 化学反应速率的表示方法 2. 质量作用定律及阿仑尼乌斯公式 教学难点 1. 质量作用定律及应用 2. 阿仑尼乌斯公式 教学方式（手段）及教学过程应注意的问题 教学方式：多媒体结合适当必要的版书 教学中应注意的问题： 1. 使学生明确基元反应与非基元反应的区别 2. 使学生正确应用质量作用定律写出基元反应的速率方程 3. 强调阿仑尼乌斯公式的适用范围 主要教学内容 2.1 化学反应速率及其表示方法 不同化学反应的反应速度千差万别，如：炸药的爆炸，水溶液中酸碱反应，感光反应等瞬间即可完成；而有机合成，室温下塑料或橡胶老化则速率较慢，如何定量的表示一个化学反应的速度呢？经国际纯粹及应用化学联合会（IUPAC）推荐，我国采用反应进度表示反应速度。——反应进度随时间的变化率。 （1）定义：化学反应速率指参加反应的物质在单位时间引起浓度的变化率。 （2）表示方法： 反应速率的数学表达式：ξ = 对于一般的化学反应：Aa + Bb = gG + dD 所以： 对于有限量的变化：ξ = υB-1 若反应体系的体积为V ，且不随时间而变化，则化学反应速率：
ν = = = υB-1( 生成物取+ ，反应物取-) 对于有限量的变化：ν = υB-1 ν 的SI 单位：mol·dm-3 ·s-1 表示Ｂ物质的浓度随时间的变化率，这样定义的ν 与物质的选择无关，对同一化学反应不管选用哪一种反应物或产物来表示反应速度，都得到相同的数值。 例：N2 + 3H2 = 2NH3（合成氨反应） 起始浓度1.0 3.0 0 2s后浓度0.8 2.4 0.4 以上结果表明，无论以反应体系中哪种物质的浓度变化来表示反应速率，其值都是相同的。 2.2 影响化学反应速率的因素 不同的化学反应，反应速率不同，同一反应在不同的条件下进行时反应速率也不相同，影响速率的因素除反应物的本质，浓度，温度外还有催化剂，反应物的聚集状态，反应介质和光照等。 2.2.1 浓度与化学反应速率的关系 反应类型 基元反应： 反应物分子直接碰撞而发生的化学反应称为基元反应，它是一步完成的反应，故又称简单反应。如 O2 + H(g) ＝HO(g) + O(g) 非基元反应： 由两个或两个以上的基元反应构成的化学反应，称为复合反应。如反应 2NO + O2＝2NO2 有人认为它是由下列两个基元反应构成的，因此是复合反应 2NO + O2＝N2O2（快） N2O2 + O2＝2NO2（慢） 众所周知，燃料或钢铁在纯O2中氧化反应比在空气中反应更剧烈。即反应物O2的C 增大，ν 增大，那么，化学反应ν 与反应物C 之间究竞存在着怎样的关系呢？ ?基元反应的速率与浓度的关系
大学实验化学 化学反应速率
大学实验化学 化学反应速率 难题解析 例7-1 HNO 2分解反应机理如下，求总反应的速率方程表示式。 分析 复合反应的每一步都是元反应，反应的速率方程由速率控制步骤决定。 解 )2 (HNO O)2(H )2(NO (NO)21c c c c k = ， )2(NO )4O 2(N 22c c k = =)O 2 H ()NO ()2HNO ()NO ()2HNO (212123c c c k c c k k k ? v =)O 2 H ()NO ()2HNO (222123c c c k k k 例 7-2 证明一级反应完成99.9%所需要的时间近似为半衰期的10倍。 解 t 1/2 = 0.693/ k 例 7-3 根据如下的气相反应相关数据 T (K) 600 645 k (L 2·mol -2m·in -1) 6.62? 105 6.81? 105 k’ (L·mol -1·min -1) 8.40 40.8 求：（1）两个温度下的平衡常数。 （2）正向反应和逆向反应的活化能。 解 （1）600K 时，45 1088.740.81062.6'?=?==k k K 640K 时，45 1067.18 .401081.6'?=?==k k K （2）正反应的活化 1 21221ln )(k k T T T RT E a -= = 5 1062.65 1081.6ln K )600645(K 645K 600K mol J 314.811??-????-- =2.02 kJ ·mol -1 逆反应的活化能 1 22112'''ln )(k k T T T T R E a -= =40 .88.40ln K )600645(K 645K 600K mol J 314.811-????--=113.0 kJ ·mol -1
化学反应速率习题及解析
1. 下列说法正确的是 A. 化学反应平衡常数越大，反应速率越快 B. 在一定温度下反应的活化能越大，反应速率越快 C. 对于可逆反应而言，升高温度能是吸热反应的速率加快，放热反应的速率减慢，所以升高温度反应向吸热反应方向移动 D. 催化剂对可逆反应的正、逆反应速率的影响程度相同。 【D】化学反应平衡常数越大，反应向右进行的趋势越强，反应物转化为产物的转化率越大，但是对化学反应速率没有影响，反应速率的快慢一方面受到反应活化能大小的影响，另一方面还与反应物浓度、反应温度以及是否使用催化剂有关；活化能是化学反应进行的能垒，一般而言，在一定温度下，反应活化能越大反应速率越慢，反应活化能越小反应速率越快；对于可逆反应而言，升高温度能同时加快正、逆反应的反应速率，只不过热反应的活化能大，而放热反应的活化能小，所以在升高相同温度的前提下，吸热反应的反应速率增大更多，所以反应向吸热反应的方向移动，而在降低相同温度的前提，吸热反应的反应速率下降更多，所以反应向着放热反应的方向移动；催化剂的使用，只能改变反应到达平衡状态的时间，不能改变转化率，也不会改变平衡常数的大小，是因为催化剂对可逆反应的正、逆反应的反应速率影响程度相同。 2. 下列说法正确的是 A. 根据反应速率方程，反应级数越大，反应速率越快 B. 发生有效碰撞的条件之一就是分子具有足够的能量 C. 不同化学反应的反应速率常数的单位也不相同 D. 升高温度可以加快反应速率的根本原因是增加了反应物分子之间的碰撞频率 【B】A：对于化学反应a A + b B = c C + d D，若其化学反应速率方程为r=kc A m c B n，从速率方程中可见，反应级数的大小确实对反应速率会产生影响，但是式中的反应速率常数以及反应物浓度的大小也会对反应速率的快慢产生重要的影响的，所以只强调反应级数是不全面的；C：应该说不同反应级数的化学反应的速率常数单位会不一样，因为即使是不相同的化学反
化学反应速率的影响因素讲义
第二章化学反应速率与化学平衡 第二节影响化学反应速率的因素知识点一、有效碰撞理论 1．有效碰撞 2．活化分子与活化能 活化分子能够发生有效碰撞的 分子 活化分子能量高，碰撞时，破坏分子内部原子之间的“结合 力”，重新组合成生成物分子 活化能… 活化分子比普通分子 高出的能量①活化能越小，普通分子就 越容易变成活化分子．即普 通分子＋活化能活 化分子． ②只表示一般分子成为活化 分子的难易程度，但对这个 化学反应前后的能量变化并 不产生任何影响，即对反应 热数值没影响 E1指反应的活化能，E2-E1是 反应热。 活化分子的百分数越大，单位体积内___________越多，单位时间内___________越多，化学反应速率___________。活化分子数有效碰撞的次数越快 知识点二、影响化学反应速率的因素 1、主要影响因素：内因——物质本身的性质
2、次要影响因素：外因 | (1)浓度 ①影响规律：其他条件不变时???? ? 增大反应物浓度，反应速率 减小反应物浓度，反应速率 增大 减小 ②微观解释：其他条件不变时，增大反应物浓度→单位体积内活化分子数增多→有效碰撞 几率增加→化学反应速率增大。 反之，减小反应物浓度，化学反应速率减小。 ③注意事项： 对化学反应速率的影响因素是指物质的量浓度，而不是指物质的量或反应物的总量。 对于纯液体或固体物质，可认为其浓度为“常数”，它们的量的改变不会影响化学反应速率。 但固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率越大。 例1、把下列四种X 溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol/L 盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL.此时，X 和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是 ( ) ： A ．10℃ 20 mL 3 mol/L 的X 溶液 B ．20℃ 30 mL 2 mol/L 的X 溶液 C ．10℃ 10 mL 4 mol/L 的X 溶液 D ．10℃ 10 mL 2 mol/L 的X 溶液 [解析] 分析本题，在其他条件不变的情况下，比较速率大小，先比较浓度的大小．此时，浓度必须是混合后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸浓度相等，所以只要求出X 的浓度是最大者反应最快，然后比较温度的高低． A 项中，c (X)＝20×3 50 mol/L ＝ mol/L ； B 项中，c (X)＝30×2 50 mol/L ＝ mol/L ； C 项中，c (X)＝10×4 50 mol/L ＝ mol/L ；
高考化学 微测试系列 专题26 化学反应速率概念及计算(含解析)1
专题26 化学反应速率概念及计算 （满分60分时间25分钟） 姓名：班级：得分： 1．在10L密闭容器中，A、B、C三种气态物质构成了可逆反应的体系；当在某一温度时，A、 B、C物质的量与时间的关系如图一，C的百分含量与温度的关系如图二。 的是（） 下列分析不正确 ．．． A．0～4分钟时，A的平均反应速率为0.02mol/(L?min) B．该反应的平衡常数表达式K＝ C．由T1向T2变化时，正反应速率大于逆反应速率 D．此反应的正反应为放热反应 【答案】A 化学反应速率加快，化学反应正向进行，所以正反应速率大于逆反应速率，正确；D．根据图二可知：当反应在温度为T3达到平衡时，升高温度，C的平衡含量降低，说明升高
温度，平衡逆向移动，逆反应方向是吸热反应，所以该反应的正反应为放热反应，正确。考点：考查化学反应速率、化学平衡、反应的热效应的知识。 2．在一定温度下．10mL0.40mol/LH2O2发生催化分解．不同时刻测定生成O2的休积（己折算为标准状况）如下表。 下列叙述不正确的是（溶液体积变化忽略不计）（） A．0～6min的平均反应速率：v（H2O2）≈3.3×10-2mol/（L?min） B．6～10min的平均反应速率：v（H2O2）＜3.3×10-2mol/（L?min） C．反应至6min时，c（H2O2）= 0.30mol/L D．反应至6min时，H2O2分解了50% 【答案】C 考点：考查化学反应速率的有关计算的知识。 3．一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是
实验五 化学反应速率和速率常数的测定
实验五 化学反应速率和速率常数的测定 一、预习要点 ①化学反应速率基本概念以及浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。 ②本实验测定反应速率及速率常数的基本原理、实验方法。 二、目的要求 ①了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。 ②测定过二硫酸铵与碘化钾反应的平均反应速率，并计算不同温度下的反应速率常数。 三、实验原理 在水溶液中，过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应： (NH 4)2 S 2O 8+3KI ——(NH 4)2SO 4+K 2SO 4+KI 3 它的离子反应方程式为： S 2O 8 +3I -——2SO 4+I 3- 因为化学反应速率是以单位时间内反应物或生成物浓度的改变值来表示的，所以上述反应的平均速率为： 2222812822821()()() c S O c S O c S O t t t υ----?== -? 式中，△c(S 2O 82-)为S 2O 82-在△t 时间内浓度的改变值。为了测定出△c(S 2O 82-)，在混合(NH 4)2 S 2O 8和KI 溶液时，用淀粉溶液作指示剂，同时加入一定体积的已知浓度的Na 2S 2O 3，这样溶液在反应(1)进行的同时，也进行着如下反应： S 2O 32-+I 3-——S 4O 62-+3I - 反应(2)进行得非常快，几乎瞬间完成，而反应(1)却慢得多，于是由反应(1)生成的碘立刻与S 2O 32-反应，生成了无色的S 4O 62-和I -，因此在开始一段时间内，看不到碘与淀粉作用而显示出来的特有的蓝色，但是，一旦Na 2S 2O 3耗尽，则继续游离出来的碘，即使是微量的，也能使淀粉指示剂变蓝。所以蓝色的出现就标志着反应(2)的完成。 从反应方程式(1)和(2)的关系可以看出，S 2O 82-浓度的减少量等于S 2O 32-减少量的一半，即： 222328 () ()2 c S O c S O --??= 因为S 2O 32-在溶液显蓝色时几乎完全耗掉，故△c(S 2O 32-)实际上就等于反应开始时Na 2S 2O 3的浓度，由于本实验中的每份混合溶液只改变(NH 4)2S 2O 8和KI 的浓度，而使用的Na 2S 2O 3的起始浓度都是相同的，因此到蓝色出现时已耗去的S 2O 82-即△c(S 2O 82-)也都是相同的。这样只要记下从反应开始到溶液出现蓝色所需要的时间(△t)，就可以求算在各种不同浓 度下的平均反应速率228()c S O t -?? 实验证明：过二硫酸铵与碘化钾的反应速率和反应的浓度的关系如下： 222828() ()()c S O kc S O c I t ---?=? k 式中的为反应速率常数，c(S 2O 82-)和c(I -)分别为两种离子的初始浓度(mol ·L -1)，利用(3)即可求算出反应速率常数k 值。 四、实验用品
化学反应速率的计算方法归纳
化学反应速率的计算方法归纳 化学反应速率的相关计算，是化学计算中的一类重要问题，常以选择题、填空题得形式出现在各类试题中，也是高考考查的一个重要知识点。本文针对化学反应速率计算题的类型进行归纳总结。 1．根据化学反应速率的定义计算公式： 公式：V=△C/t 【例1】在密闭容器中，合成氨反应N2 + 3H2→2NH3，开始时N2浓度8mol/L，H2浓度20mol/L，5min后N2浓度变为6mol/L，求该反应的化学反应速率。 解：用N2浓度变化表示： V(N2)=△C/t =（8mol/L- 6mol/L)/ 5min =0.4 mol/(L·min) 用H2浓度变化表示： V(H2)= 0.4 mol/(L·min) × 3=1.2mol/(L·min)； 用NH3浓度变化表示： V(NH3)= 0.4 mol/(L·min) × 2= 0.8mol/(L·min) ； 2.根据化学计量数之比，计算反应速率： 在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。对于反应来说，则有。 【例2】反应4NH3＋5O24NO＋6H2O在5 L 密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3 mol，则此反应的平均速率（X）（表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）为 A. （O2）＝0.01 mol·L－1·s－1 B. （NO）＝0.008 mol·L－1·s－1 C. （H2O）＝0.003 mol·L－1·s－1 D. （NH3）＝0.002 mol·L－1·s－1 解析：反应的平均速率是指单位时间内某物质浓度的变化量。已知容器体积为5 L，时间半分钟即30 s，NO的物质的量（变化量）为0.3 mol，则c（NO）
化学反应速率检测题及解析
化学反应速率检测题及解析 一、选择题 1．(2020·安庆一中期中)“活化分子”是衡量化学反应速率快慢的重要依据，下列说法中不正确的是() A．活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞 B．增大反应物的浓度，可使单位体积内的活化分子增多，反应速率加快 C．对于有气体参加的反应，通过压缩容器增大压强，可使单位体积内的活化分子增多，反应速率加快 D．催化剂能降低反应的活化能，使单位体积内的活化分子百分数增加 解析：选A活化分子之间的碰撞必须有合适的取向才能引发化学反应，才是有效碰撞，A错误；增大反应物的浓度，活化分子的浓度增大，使单位体积内的活化分子增多，反应速率加快，B正确；对于有气体参加的反应，通过压缩容器增大压强，气体的浓度增大，单位体积内的活化分子增多，反应速率加快，C正确；加入催化剂，反应的活化能降低，活化分子增多，单位体积内的活化分子百分数增加，反应速率加快，D正确。 2．下列说法正确的是() A．H2(g)＋I2(g)2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变B．C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡 C．若压强不再随时间变化能说明反应2A(？)＋B(g)2C(？)已达平衡，则A、C不能同时是气体 D．1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1 解析：选B对于反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，反应前后气体分子数相等，缩小反应容器体积，平衡不移动，正逆反应速率增大相同的倍数，A项错误；碳的质量不变，说明正、逆反应速率相等，反应已达平衡状态，B项正确；恒温恒容条件下，若A、C同时为气体，当压强不变时，也能说明反应达到平衡状态，C项错误；设N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－a(a>0)kJ·mol－1,1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出热量Q1＝0.1a kJ，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收热量Q2＝0.1a kJ，故Q1＝Q2，D项错误。 3．(2020·福州模拟)已知热化学方程式：H2(g)＋2ICl(g)===2HCl(g)＋I2(g)ΔH＝a kJ·mol－1。其反应过程如下： ①H2(g)＋ICl(g)===HClI(g)＋H(g)(慢) ②H(g)＋ICl(g)===HCl(g)＋I(g)(快)
高考化学 化学反应速率与化学平衡 综合题附答案解析
高考化学化学反应速率与化学平衡综合题附答案解析 一、化学反应速率与化学平衡 1．黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS2，现有一种天然黄铜矿（含少量脉石），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验： 现称取研细的黄铜矿样品1.150g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe3O4和SO2气体， 实验后取d中溶液的置于锥形瓶中，用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定，初读数为 0.00mL，终读数如图所示。请回答下列问题： （1）称量样品所用的仪器为_____，将样品研细后再反应，其目的是_______。 （2）装置a的作用是________。 a．有利于空气中氧气充分反应 b．除去空气中的水蒸气 c．有利于气体混合 d．有利于观察空气流速 （3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是___________。 （4）滴定时，标准碘溶液所耗体积为_________mL。判断滴定已达终点的现象是 _______。通过计算可知，该黄铜矿的纯度为________。 （5）若用右图装置替代上述实验装置d，同样可以达到实验目的的是____。（填编号） （6）若将原装置d中的试液改为Ba(OH)2，测得的黄铜矿纯度误差为＋1%，假设实验操作均正确，可能的原因主要有____________________。 【答案】电子天平使原料充分反应、加快反应速率 b、d 使反应生成的SO2全部进入d
装置中，使结果精确 20.10mL 溶液恰好由无色变成浅蓝色，且半分钟内不褪色 80.4% ②空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀；BaSO3被氧化成BaSO4 【解析】 【分析】 (1)根据称量黄铜矿样品1.150g，选择精确度较高的仪器；将样品研细，增大了接触面积； (2)浓硫酸可以将水除去，还可以根据冒出气泡的速率来调节空气流速； (3)反应产生的二氧化硫应该尽可能的被d装置吸收； (4)根据滴定管的读数方法读出消耗碘溶液的体积，根据反应结束时的颜色变化判断滴定终点；先找出黄铜矿和二氧化硫及碘单质的关系式CuFeS2～2SO2～2I2，再根据题中数据进行计算； (5)图2中的②中通入二氧化硫，反应生成了硫酸钡沉淀，可以根据硫酸钡的质量计算二氧化硫的量； (6)Ba(OH)2溶液能吸收空气的CO2，另外BaSO3易被空气中氧气氧化，这些原因均能引起测定误差。 【详解】 (1)由于称量黄铜矿样品1.150g，精确度达到了千分之一，应该选用电子天平进行称量，把黄铜矿样品研细，可以增大接触面积，从而提高反应速率，并且使黄铜矿充分反应；(2)装置a中的浓硫酸可以吸收空气中的水蒸气，防止水蒸气进入反应装置b中发生危险，同时根据冒出的气泡的快慢来控制气体的通入量，故答案为bd； (3)黄铜矿受热分解生成二氧化硫等一系列产物，分解完毕后仍然需要通入一段时间的空气，可以将b、d装置中的二氧化硫全部排出去，使结果更加精确； (4)根据滴定管的示数是上方小，下方大，可以读出滴定管示数是20.10mL，当达到滴定终点时，二氧化硫已经被碘单质消耗完毕，再滴入一滴碘单质，遇到淀粉会变蓝；根据硫原子守恒和电子守恒找出关系式：CuFeS2～2SO2～2I2，消耗掉0.05mol/L标准碘溶液20.10mL 时，即消耗的碘单质的量为：0.05mol/L×0.0201L=0.00105mol，所以黄铜矿的质量是： 0.5×0.00105mol×184g/mol×10=0.9246g，所以其纯度是：0.9246g 1.15g ×100%=80.4%； (5)由于图2中，②硝酸钡溶液中通入二氧化硫能够生成硫酸钡沉淀，过滤干燥后，根据硫酸钡的质量计算出二氧化硫的质量，故答案为②； (6)将原装置d中的试液改为Ba(OH)2，测得的黄铜矿纯度误差为＋1%，在实验操作均正确的前提下，引起误差的可能原因主要有空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀或BaSO3被氧化成BaSO4。 2．某研究性学习小组通过铁与盐酸反应的实验，研究影响反应速率的因素(铁的质量相等，铁块的形状一样，盐酸均过量)，甲同学设计实验如下表：