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实验活动7 化学反应速率的影响因素
实验活动7 化学反应速率的影响因素
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实验活动7 化学反应速率的影响因素
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实验活动7 化学反应速率的影响因素
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实验活动7 化学反应速率的影响因素
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实验活动7 化学反应速率的影响因素
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乳白色浑浊
浑浊现象
实验活动7 化学反应速率的影响因素
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越大
越小
实验活动7 化学反应速率的影响因素
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实验活动7 化学反应速率的影响因素
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增大
减小
实验活动7 化学反应速率的影响因素
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实验活动7 化学反应速率的影响因素
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加快
实验活动7 化学反应速率的影响因素
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实验活动7 化学反应速率的影响因素
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实验活动7 化学反应速率的影响因素
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【实验目的】
1.体验浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响。
2.理解改变反应条件可以调控化学反应的速率。
【实验原理】
1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)与硫酸的反应
反应方程式:Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O。
通过比较乳白色浑浊现象出现所需时间的长短来判断反应进行的快慢。
2.双氧水的分解
反应方程式:2H2O2eq \o(=====,\s\up17(MnO2))2H2O+O2↑。
在有催化剂存在下进行对比实验,通过观察气体产生的快慢来判断反应进行的快慢。
【实验用品】
烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、药匙、秒表。
0.1 mol/L Na2S2O3溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液、10%H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液、MnO2粉末、蒸馏水。
【实验步骤】
1.浓度对化学反应速率的影响
实验操作
同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1 mol/L的H2SO4
实验现象
两支试管中均出现______________,但试管①中先出现____________
变量控制
变量:①②两支试管中Na2S2O3的浓度不同
相同量:①②两支试管所处的温度相同,所加硫酸的浓度相同,反应液的体积相同
实验结论
当其他条件相同时,反应物的浓度________,反应速率越快;反应物的浓度________,反应速率越慢
2.温度对化学反应速率的影响
实验操作
同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1 mol/L的H2SO4
实验现象
两支试管中均出现乳白色浑浊,但试管②中先出现浑浊现象
变量控制
变量:①②两支试管中反应液的温度不同
相同量:①②两支试管中Na2S2O3和H2SO4的浓度和用量均相同
实验结论
当其他条件相同时,升高温度,反应速率________;降低温度,反应速率________
3.催化剂对化学反应速率的影响
实验
操作
实验
现象
①有少量气泡出现
②能产生大量气泡
③快速产生大量气泡
变量
控制
变量:试管①中未加催化剂,试管②③中加入不同催化剂
相同量:①②③三支试管中加入H2O2的浓度和体积相同,反应液的温度相同
实验
结论
在其他条件不变时,使用催化剂能________化学反应速率,但不同催化剂的催化效果不同
【探究总结】
1.增大反应物浓度可能造成化学反应速率减小,此时要考虑常温下铁、铝在浓硫酸和浓硝酸中的钝化。例如,铁和稀硫酸生成氢气的反应,若将稀硫酸换成浓硫酸,化学反应速率减小甚至反应停止。
2.中学阶段一般只讨论其他条件相同时,改变一个条件对化学反应速率的影响。
【跟踪训练】
1.(2024·天津高一段考)下列说法错误的是( )
A.将纯铁放入稀硫酸中,反应缓慢,再加入少量硫酸铜溶液,可加快产生氢气的速率
B.稀盐酸跟锌片反应,加入少量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.反应2H2O2===2H2O+O2↑,加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率
D.铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的硫酸不可加快产生氢气的速率
解析 铁和置换出的铜形成了原电池,使反应速率加快,A正确;氯化钠不参与反应,加入少量NaCl溶液,溶液中c(H+)减小,则反应速率减小,B错误;加入催化剂二氧化锰、升高温度均可以加快双氧水分解生成氧气的化学反应速率,C正确;常温下Fe遇浓硫酸发生钝化,阻碍了反应的进行,D正确。
答案 B
2.下列反应中生成H2的速率最快的是( )
选项
金属
酸溶液
温度
A
Mg
0.5 mol/L H2SO4
20 ℃
B
Fe
1 mol/L HCl
20 ℃
C
Zn
2 mol/L HCl
20 ℃
D
Mg
1 mol/L H2SO4
30 ℃
解析 金属的活泼性顺序是Mg>Zn>Fe,故B、C错误;A、D两项相比,D项中反应物的浓度大,且溶液的温度高,故生成H2的速率最快。
答案 D
3.(2024·河南濮阳高一段考)下表是稀硫酸与金属铁反应的实验数据(忽略反应过程中溶液体积的变化):
实验
序号
金属质
量/g
金属
状态
c(H2SO4)/
(mol·L-1)
V(H2SO4)/mL
溶液温度/℃
金属消失的时间/s
反应前
反应后
ⅰ
1.12
丝
0.5
50
20
34
500
ⅱ
1.12
粉末
0.5
50
20
35
50
ⅲ
1.12
丝
0.7
50
20
36
250
ⅳ
1.12
丝
1.0
50
20
35
125
ⅴ
1.12
丝
1.0
50
35
50
50
回答下列问题:
(1)反应的离子方程式为________________________________。
(2)500 s内反应ⅰ中化学反应速率v(H2SO4)=__________ mol·L-1·s-1,生成H2的体积为__________ L(标准状况)。
(3)由实验ⅰ、ⅲ可得出的结论是__________。
(4)该实验还能够说明影响反应速率的因素有___________________。
(5)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近,推测其原因:__________。
解析 (1)稀硫酸与金属铁反应的离子方程式为:Fe+2H+===Fe2++H2↑;
(2)反应ⅰ500 s时金属消失,即Fe全部反应完,1.12 g Fe物质的量为0.02 mol,消耗硫酸0.02 mol,v(H2SO4)=eq \f(\f(0.02 mol,0.05 L),500 s)=8×10-4 mol·L-1·s-1;生成氢气0.02 mol,标况下体积为0.02 mol×22.4 L/mol=0.448 L;
(3)实验ⅰ和实验ⅲ探究的是反应物浓度对化学反应速率的影响,其他条件相同时,反应物浓度越大,化学反应速率越快;
(4)该实验还能够说明影响反应速率的因素有:温度、反应物接触面积;
(5)因为所有反应中,金属质量和硫酸溶液体积均相等,且硫酸过量,产生热量相等,故溶液温度变化值相近。
答案 (1)Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)8×10-4 0.448
(3)其他条件相同时,反应物浓度越大,化学反应速率越快
(4)温度、反应物接触面积
(5)因为所有反应中,金属质量和硫酸溶液体积均相等,且硫酸过量,产生热量相等,故溶液温度变化值相近
$$