Question

4．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進行探究．
實驗一：甲同學利用Al、Fe、Mg和2mol/L的稀硫酸，設計實驗方案研究影響反應速率的因素．
研究的實驗報告如下表：

實驗步驟	現(xiàn)象	結論
①分別取等體積的2mol/L的硫酸于試管中；②分別投入大小、形狀相同的Al、Fe、Mg	反應快慢：Mg＞Al＞Fe	反應物的性質(zhì)越活潑，反應速率越快

（1）該同學的實驗目的是探究反應物本身的性質(zhì)對反應速率的影響；
要得出正確的實驗結論，還需控制的實驗條件是溫度相同．
（2）乙同學為了更精確地研究濃度對反應速率的影響，利用如圖裝置同溫下進行定量實驗，用大小形狀相同的Fe分別和0.5mol/L及2mol/L的足量稀H₂SO₄反應，通過測定和比較同時間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體積可以說明濃度對化學反應速率的影響．
實驗二：同素異形體相互轉化的反應熱相當小而且轉化速率較慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難．現(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的“不管化學過程是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的”觀點來計算反應熱．已知：
P₄（s，白磷）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H₁=-2983.2kJ•mol^-1①
P（s，紅磷）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H₂=-738.5kJ•mol^-1②
則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2kJ•mol^-1．                       相同狀況下，能量狀態(tài)較低的是紅磷；白磷的穩(wěn)定性比紅磷低（填“高”或“低”）．）

Answer 1

分析 實驗一：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，硫酸的濃度相同，不同金屬的規(guī)格相同，說明實驗目的是探究反應物本身對反應速率的影響；影響反應速率的還有溫度，所以應該使反應溫度相同；
（2）根據(jù)圖示裝置及選取的試劑可知，實驗目的是通過測定反應生成氫氣快慢進行判斷濃度對反應速率的影響；
實驗二：利用蓋斯定律可以解答，從待求反應出發(fā)，分析待求反應中的反應物和生成物在已知反應中的位置，通過相互加減可得，物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定．

解答 解：實驗一：（1）根據(jù)表中的信息得出該同學的實驗目的是研究反應物本身的性質(zhì)對反應速率的關系對反應速率的影響；溫度對化學反應速率的影響較大，故根據(jù)控制變量法，要得出正確的實驗結論，還需控制的實驗條件是保持溫度相同，
故答案為：探究反應物本身的性質(zhì)對反應速率的影響，溫度相同；
（2）根據(jù)裝置圖可知，該實驗目的是通過測量生成氣體的量來研究濃度對反應速率的影響，用大小形狀相同的Fe分別和0.5mol/L 及2mol/L的足量稀硫酸反應，通過測定和比較同時間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體積，可以說明濃度對化學反應速率的影響，
故答案為：測定和比較同時間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體；
實驗二：已知：P₄（s，白磷）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2983.2kJ•mol^-1　①，
P（s，紅磷）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ•mol^-1�、冢�
據(jù)蓋斯定律，①-②×4可得：P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2 kJ•mol^-1，說明這是一個放熱反應，所以相同狀況下，白磷比紅磷能量高，因為能量越低越穩(wěn)定，所以紅磷比白磷穩(wěn)定，
故答案為：P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2 kJ•mol^-1； 紅磷； 低．

點評 本題探究化學反應速率的影響因素，注意控制變量，外界條件有溫度、濃度、壓強、催化劑等，外界條件只是影響反應速率，決定化學反應速率的是物質(zhì)本身的性質(zhì)，注意蓋斯定律的靈活運用，題目難度中等．