Question

影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多，某課外興趣小組用實驗的方法研究反應(yīng)速率的有關(guān)問題．
（1）實驗1  探究Mg與鹽酸反應(yīng)速率的變化規(guī)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(nèi)的體積為2L稀鹽酸（足量）中．鎂條和鹽酸反應(yīng)生成H₂的體積與反應(yīng)時間的關(guān)系曲線如圖2所示．
①從圖2中看出0-6min內(nèi)平均反應(yīng)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(nèi)，用HCl表示的平均反應(yīng)速率為

 

．（假設(shè)圖2氫氣體積均已換算為標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)速率影響下列說法正確的是
A．加快反應(yīng)速率但生成氫氣的總量不變      B．減慢反應(yīng)但增大生成氫氣總量
C．不影響反應(yīng)速率                        D．加快反應(yīng)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(yīng)速率的影響
已知MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O，現(xiàn)取等量MnO₂和下表有關(guān)物質(zhì)，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(xué)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(jié)論是

 

．

Answer 1

分析：（1）①分析相同時間內(nèi)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(yīng)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(yīng)原理不同；
③分析酸的用量和反應(yīng)時間的關(guān)系．

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

4.48×10-3L

22.4L/mol

=2×10^-4mol，根據(jù)反應(yīng)方程式：
Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑可知，參加反應(yīng)鹽酸的物質(zhì)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(yīng)，但加入的銅絲和鎂及電解質(zhì)形成原電池，加快了反應(yīng)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(yīng)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(yīng)原理不同，且酸量不同；
③從數(shù)據(jù)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(yīng)速率越快．

點評：本題考查了反應(yīng)速率的測定及影響因素，中等難度，注意在比較外界反應(yīng)條件對反應(yīng)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(jù)．