高中化学人教版 (2019)必修 第二册第六章 化学反应与能量实验活动7 化学反应速率的影响因素课后测评

微专题强化训练4　控制变量法探究

化学反应速率的影响因素

1．把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如图所示。下列因素中，影响该反应速率的是(　　)

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．①③　　　 D．②③

C　[镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，与H＋有关，与Cl－无关。在镁与盐酸的反应中，刚开始时H＋的浓度最大，反应速率应最大，但由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，H＋浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。]

2．下列各组物质进行反应(表内物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最快的是(　　)

C　[硝酸和锌反应不生成氢气，排除A选项。锌的活动性比铁强，所以在外界条件相同的情况下，锌与酸的反应速率比铁快，因此生成H2的速率：C＞B。在相同的条件下，氢离子的浓度越大，化学反应速率越快，因此生成H2的速率：C＞D，故选C。]

3．不同条件下，用O2氧化一定浓度的FeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是(　　)

A.一定时间内，Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大

B．由②和③可知，pH越大，Fe2＋氧化速率越快

C．由①和③可知，温度越高，Fe2＋氧化速率越快

D．氧化过程的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O

B　[由图像可知，一定时间内，Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大，故A正确；由②和③可知，当温度相同而pH不同时，pH越大，Fe2＋的氧化速率越慢，故B错误；由①和③可知，当pH相同而温度不同时，温度越高，Fe2＋的氧化速率越快，故C正确；在酸性条件下，Fe2＋和氧气、氢离子反应生成Fe3＋和H2O，反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，故D正确。]

4．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L－1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－1的X溶液

B．20 ℃ 30 mL 2 mol·L－1的X溶液

C．20 ℃ 10 mL 4 mol·L－1的X溶液

D．10 ℃ 10 mL 2 mol·L－1的X溶液

B　[计算出稀释后的四种溶液中X的物质的量，由于最后溶液的体积都为50 mL，则X的物质的量越大，X的浓度越大，而一般情况下，浓度越大、温度越高，反应速率越快。A溶液中X的物质的量为0.02 L×3 mol·L－1＝0.06 mol；B溶液中X的物质的量为0.03 L×2 mol·L－1＝0.06 mol；C溶液中X的物质的量为0.01 L×4 mol·L－1＝0.04 mol；D溶液中X的物质的量为0.01 L×2 mol·L－1＝0.02 mol。显然四种情况下，X的浓度：A＝B＞C＞D，而温度：B＝C＞A＝D，故B的反应速率最快。]

5．为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某同学做了以下实验，请回答下列问题。

(1)实验①的目的是_____________________________________，

实验中滴加FeCl3溶液的目的是_________________________。

(2)实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该同学达到实验目的，你对上述操作提出的改进意见是___________________________

________________________________________________________________

_____________________________(用实验中所提供的几种试剂)。

(3)某同学在50 mL H2O2溶液中加入一定量的二氧化锰，放出气体的体积(标准状况)与反应时间的关系如图所示，则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是________。

[解析]　(1)实验①中过氧化氢的浓度、催化剂相同，而反应温度不同，则目的是探究温度对H2O2分解速率的影响；滴加FeCl3溶液的目的是加快H2O2分解速率，使实验现象易于观察。

(2)常温下，过氧化氢不易分解，为加快分解速率可使用加催化剂或升高温度的方法。

(3)反应开始时，过氧化氢的浓度最大，随着反应的进行，过氧化氢的浓度减小，H2O2的浓度越大反应速率越快，则瞬时反应速率最慢的为C点。

[答案]　(1)研究温度对H2O2分解速率的影响　加快H2O2分解速率，使实验现象易于观察

(2)将两支试管同时放入盛有40 ℃热水的烧杯中(或向两支试管中同时滴入2滴1 mol·L－1FeCl3溶液)，观察产生气泡的速率

(3)C点

6．已知KMnO4和H2C2O4(草酸)在酸性溶液中会发生如下反应：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。甲、乙两个实验小组欲探究影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已酸化)：

(1)甲组：通过测定单位时间内生成CO2气体体积的量来比较化学反应速率，实验装置如图所示：

实验时分液漏斗中A溶液一次性加入，A、B的成分见下表：

该实验探究的是________________对化学反应速率的影响。在反应停止之前，相同时间内针筒中所得CO2的体积由大到小的顺序是________________________(填实验序号)。

(2)乙组：通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的长短来比较化学反应速率。

取两支试管各加入2 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液，另取两支试管各加入4 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液，将四支试管分成两组(每组各有一支试管盛有H2C2O4溶液和KMnO4溶液)，一组放入冷水中，另一组放入热水中，一段时间后，分别混合并振荡，记录溶液褪色所需时间。该实验试图探究________对化学反应速率的影响，但该组同学始终没有看到溶液完全褪色，其原因是__________________________。

[解析]　(1)实验①和②其他条件相同，仅仅是草酸的浓度不同，实验②和③的不同之处是实验③中使用了少量MnSO4作为催化剂。

(2)乙组中两组对照实验的温度不同，而H2C2O4和KMnO4的物质的量浓度相同，因反应中KMnO4过量，致使溶液没有完全褪色。

[答案]　(1)浓度和催化剂　③②①　(2)温度

KMnO4溶液过量