高中化学（人教2019）必修二期末知识点复习8 实验：化学反应速率的影响因素

试卷更新日期：2023-05-10 类型：复习试卷

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一、实验探究题

1. 为了更好地利用化学反应中的物质变化和能量变化，在化学研究和工业生产中还需要关注化学反应的快慢和进行的程度等。

(1)、Ⅰ．影响化学反应速率的因素很多，某校化学小组用实验的方法进行探究。

实验：利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸溶液(0.5 mol/L、2 mol/L、18.4 mol/L)，设计实验方案来研究影响反应速率的因素。

甲同学的实验报告如表：

实验步骤

现象

结论

①分别取等体积的2 mol/L硫酸溶液于三支试管中

②

反应速率：Fe＞Cu，Cu不反应

金属的性质越活泼，反应速率越快

甲同学表中的实验步骤②为。

(2)、甲同学的实验目的是。

(3)、乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，设计了实验，为完成实验应选用的药品除了金属镁外，还需要选择。

(4)、乙同学在实验中应该测定的数据是。

(5)、Ⅱ．人们利用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需求。现提供纯锌片、纯铜片和500 mL0.4 mol/LH₂SO₄溶液、导线、1000 mL量筒，试用如图装置测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量(a、b为可上下移动的金属片)。

如图所示，装置气密性良好，且1000 mL量筒中已充满了水，实验开始时，先用导线连接a、b，然后先将金属片(填“a”或“b”)插入溶液中。

(6)、a电极的材料为，其电极反应式为。

(7)、当量筒中收集到672 mL(已折算为标准状况下)气体时，通过导线的电子的物质的量为。

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2.

(1)、I．乙酸乙酯是一种重要的有机化工原料和工业溶剂，具有优异的溶解性、快干性，用途广泛。某乙酸乙酯的合成路线如下图I所示。已知A是石油化学工业重要的基本原料，相对分子质量为28；物质S是营养物质之一，米饭、馒头中都富含S，S在酸性条件下水解的最终产物是G。
请回答下列问题：
G的名称是， B的官能团名称为， F的结构简式为。

(2)、下列有关B物质的性质与用途说法正确的是(填字母序号)。
a．含75%的B溶液可用于杀菌消毒
b．钠与B反应生成 $H_{2}$ ，反应时钠块浮在B的上面
c．在酒精灯上灼烧后的铜丝立即插入B中，铜丝又变回亮红色

(3)、由B生成C的化学方程式为，反应类型是。

(4)、若实验室利用如上图II装置制备乙酸乙酯，装置中溶液M为，球形干燥管的作用是。

(5)、II．已知：乙酸乙酯在稀酸溶液中可水解。反应方程式为： $C_{2} H_{3} C O O C_{2} H_{5} + H_{2} O ⇌_{△}^{硫酸} C H_{3} C O O H + C_{2} H_{5} O H$
某化学小组设计实验探究乙酸乙酯在不同温度、不同浓度稀硫酸中的水解速率。取四支大小相同的试管，在试管外壁贴上体积刻度纸，按下表进行对照实验。
编号
①
②
③
温度/℃
50
50
75
乙酸乙酯/mL
3
$V_{1}$
$V_{2}$
稀 $H_{2} S O_{4}$ 溶液/mL
3
2
3
蒸馏水/mL
0
$V_{3}$
0
回答下列问题：
请完成上表，其中 $V_{1} =$ ， $V_{3} =$ 。

(6)、实验①和实验探究温度对反应速率的影响；②试管中的酯层减少比①试管慢，说明。

(7)、下列有关说法正确的是____。

A、酯层体积不再改变时，说明反应停止 B、其它条件不变，将酯的用量增加1倍，则反应开始时速率提高1倍 C、 $v {(C H_{3} C O O C_{2} H_{5})}_{正} = v {(C H_{3} C O O H)}_{逆}$ 时，说明反应达到平衡状态 D、 $n (C H_{3} C O O C_{2} H_{5}) = n (C H_{3} C O O H) = n (C_{2} H_{5} O H)$ 时，反应达到平衡状态

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3. 氮的化合物是重要的化工原料，其转化一直是化学研究的热点。

(1)、氨催化氧化法是制硝酸的重要步骤，探究氨催化氧化反应的装置如图所示：
①氨催化氧化时会生成副产物N₂O。生成含等物质的量氮元素的NO与N₂O时，消耗的O₂的物质的量之比为。
②一段时间后，观察到装置M中有白烟生成，该白烟成分是(写化学式)。
③再经过一段时间观察到装置N中溶液变成蓝色，装置N中溶液变成蓝色的原因是。

(2)、可用ClO₂将氮氧化物转化成NO $_{3}^{-}$ 。向1 L含200 mg ClO₂的溶液中加入NaOH溶液调节至碱性，ClO₂转化为去除氮氧化物效果更好的NaClO₂ ，再通入NO气体进行反应。碱性条件下NaClO₂去除NO反应的离子方程式为。

(3)、纳米铁粉可去除水中的NO $_{3}^{-}$ 。控制其他条件不变，用纳米铁粉还原水体中的NO $_{3}^{-}$ ，测得溶液中含氮物质(NO $_{3}^{-}$ 、NO $_{2}^{-}$ 、NH $_{4}^{+}$ )浓度随时间变化如图所示：
①Fe去除水中的NO $_{3}^{-}$ 的机理：NO $_{3}^{-}$ 得到纳米铁粉失去的电子转化为NO $_{2}^{-}$ ，极少量NO $_{2}^{-}$ 在纳米铁粉或Cu表面得到电子转化为NH $_{4}^{+}$ 。与不添加少量铜粉相比，添加少量铜粉时去除NO $_{3}^{-}$ 效率更高，主要原因是。
②与初始溶液中NO $_{3}^{-}$ 浓度相比，反应后溶液中所有含氮物质(NO $_{3}^{-}$ 、NO $_{2}^{-}$ 、NH $_{4}^{+}$ )总浓度减小，原因是。

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4. 草酸(H₂C₂O₄)用途广泛，是一种易溶于水的二元有机弱酸，可与酸性KMnO₄溶液发生反应：5H₂C₂O₄+2

M n O_{4}^{-}

+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O。回答下列问题：

(1)、 (一)探究外界条件对反应速率的影响

实验编号	所加试剂及用量/mL				条件	溶液颜色褪至无色所需时间/min
实验编号	0.01mol·L^-1 H₂C₂O₄溶液	0.01mol·L^-1 KMnO₄溶液	3.0mol·L^-1 稀H₂SO₄	水	温度/℃	溶液颜色褪至无色所需时间/min
1	8.0	2.0	2.0	3.0	20	t₁
2	6.0	2.0	2.0	5.0	20	t₂
3	6.0	2.0	2.0	5.0	30	t₃
4	5.0	2.0	2.0	5.0	30	t₄

对比实验，可探究浓度对反应速率的影响；对比实验可探究温度对反应速率的影响。实验测得t₃＜t₂ ，由此得出的结论是。

(2)、已知Mn²⁺对H₂C₂O₄和KMnO₄的反应有催化作用。实验2中产生CO₂的速率υ(CO₂)与时间t的关系如图所示。试说明理由。

(3)、 (二)测定Ca²⁺含量

盛装KMnO₄溶液应选用滴定管，判断达到滴定终点的现象为；根据题给数据，测得该乳酸钙产品的纯度为(保留三位有效数字)。

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5. 某课外实验小组测定了碳酸钙与稀盐酸反应过程中，生成CO₂的浓度随时间的变化关系如下图所示。

(1)、碳酸钙与稀盐酸反应的离子方程式是。

(2)、 $0~2min$ 内用CO₂表示的平均反应速率是。

(3)、比较CO₂在 $0~2min$ 、 $2~4min$ 时平均反应速率的大小：υ（0～2）υ（2～4）（填“＞”、“＜”或“＝”），说明该反应过程中热量，该反应中反应物的总能量（填“＞”、“＜”或“＝”）生成物的总能量。

(4)、欲减缓该反应的速率，可采取的一种措施是。

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6. 影响化学反应速率的因素有很多，某课外兴趣小组用实验的方法对其进行探究。

(1)、实验一：取

3 mol \cdot L^{- 1}

的

H_{2} O_{2}

溶液各10mL分别进行下列实验，实验报告如下表所示。

序号	V（过氧化氢溶液）/mL	V（氯化铁溶液）/mL	二氧化锰质量/g	反应温度/℃	V（水）/mL	结论
1	10	2	0	50	8
2	10	2	0	30	8
3	10	0	1	30	a

①实验1、2研究的是对 $H_{2} O_{2}$ 分解速率的影响。

②表中数据a的值应该为；实验2、3研究的是对 $H_{2} O_{2}$ 分解速率的影响。

③如果实验3中30s时共收集到气体的体积为11.2mL（已折算成标准状况下），则用过氧化氢表示的0~30s的平均反应速率为 $mol \cdot L^{- 1} \cdot {min}^{- 1}$ 。

(2)、实验二：已知

{Cu}^{2 +}

对

H_{2} O_{2}

分解也具有催化作用，为比较

{Fe}^{3 +}

和

{Cu}^{2 +}

对

H_{2} O_{2}

分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题。

①甲装置：通过观察气泡产生的速率，比较二者的催化效果。但小组某同学提出将硫酸铜改为氯化铜更好，其理由可能是。

②通过乙装置也能比较二者的催化效果。同温同压下，均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。则实验中还需要测量的数据是。

(3)、实验三：取等量的氯酸钾分别加入A、B两试管中，直接加热A试管中的氯酸钾，基本无气体产生；向B试管中再加入少量高锰酸钾，生成气体体积与时间的关系如图。不考虑温度的影响，分析：图中

t_{1} min

前，B试管中产生气体的速率较慢且量少的原因可能为，

t_{1} min

后，B试管中产生气体的速率较快且量多的原因可能为。

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7. 某学生为了探究影响化学反应速率的外界因素，进行以下实验。

(1)、向100 mL稀硫酸中加入过量的锌粉，标准状况下测得数据累计值如下：

时间/min

1

2

3

4

5

氢气体积/mL

50

120

232

290

310

①在0~1、1~2、 2~3、3-4、4~-5min各时间段中：

反应速率最大的时间段是 min，主要的原因可能是。

反应速率最小的时间段是 min，主要的原因可能是。

②为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，可以在稀硫酸中加入（填序号）。

a Na₂CO₃溶液 b NaOH溶液 c 稀HNO₃ d 蒸馏水

(2)、进行以下对比实验，并记录实验现象。
实验I：

实验II：另取两支试管分别加入5 mL5%H₂O₂溶液和5mL10%H₂O₂溶液，均未观察到有明显的气泡产生。

①双氧水分解的化学方程式是。

②实验I的目的是。

③实验II未观察到预期现象，为了达到该实验的目的，可采取的改进措施是。

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8.

(1)、如图甲所示，在锥形瓶里放置装有水的小试管。往小试管中分别加入下列物质时：①烧碱固体，②浓硫酸，③硝酸铵固体，④NaCl固体。其中能使a溶液面高于b溶液面的是（填序号）。

(2)、如图乙是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下：
①Zn为正极，Cu为负极；

②H⁺向负极移动；

③电子的流动方向，从Zn经外电路流向Cu；

④Cu极上有H₂产生；

⑤若有1mol电子流过导线，则产生H₂为0.5mol；

⑥正极的电极反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺。

以上描述合理的是（填序号）。

(3)、试解决下列有关化学反应速率的问题。
①若图乙的烧杯中最初装入的是500mL2mol·L^-1的稀硫酸，当原电池工作2min时共收集到11.2L氢气（标准状况），则这2min内H₂SO₄的反应速率v(H₂SO₄)=。2min末，烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度分别为（溶液体积变化忽略不计）c(H₂SO₄)=、c(ZnSO₄)=。

②若要使反应Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑的速率加快，下列措施可行的是（填序号）。

a.改锌片为锌粉

b.改稀H₂SO₄为98%的浓硫酸

c.升高温度

d.滴加少量CuSO₄溶液

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9. 某探究性学习小组用相同质量的镁和锌与相同浓度足量的稀盐酸反应得到实验数据如表所示：

实验编号	金属	形态	反应温度/℃	收集 100 mL 氢气所需时间/s
Ⅰ	锌	薄片	15	200
Ⅱ	锌	薄片	25	90
Ⅲ	锌	粉末	a	10
IV	镁	薄片	25	42

(1)、实验Ⅰ和Ⅱ表明，化学反应速率越大。

(2)、实验Ⅱ和IV表明，化学反应速率越大。

(3)、实验Ⅱ和Ⅲ为验证固体的表面积对反应速率的影响，则a=。

(4)、除本实验探究的因素外，影响化学反应速率的因素还有很多，试写出两个因素、。

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10.

(1)、直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。如果采用NaClO、Ca（ClO）₂作吸收剂，能得到较好的烟气脱硫效果。已知下列反应：
SO₂(g)+2OH^－(aq) =SO₃²^－(aq)+H₂O(l)         ΔH₁

ClO^－(aq)+SO₃²^－(aq) =SO₄²^－(aq)+Cl^－(aq)      ΔH₂

CaSO₄(s)=Ca²⁺（aq）+SO₄²^－（aq）          ΔH₃

则反应SO₂(g)+ Ca²⁺（aq）+ ClO^－(aq) +2OH^－(aq) = CaSO₄(s) +H₂O(l) +Cl^－(aq)的ΔH=。

(2)、将0.1 mol MnO₂粉末加入到50 mL过氧化氢溶液(H₂O₂ ， ρ＝1.1 g/mL)中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。

①实验时放出气体的总体积是。

②放出一半气体所需的时间为。

③反应放出 $\frac{3}{4}$ 体积气体所需的时间约为。

④A ， B ， C ， D各点反应速率的快慢顺序为。

⑤解释反应速率变化的原因：。

⑥H₂O₂初始状态的浓度为。

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11. 研究化学反应中的能量和速率变化对生产生活有着重要意义。

(1)、某同学为探究反应Fe+H₂SO₄(稀)=FeSO₄+H₂ $↑$ 中的能量变化，向装有铁片的试管中滴加稀H₂SO₄ ，试管内产生气泡，触摸试管外壁，温度升高。
①该反应为(填“放热”或“吸热”)反应，因此在该反应中，断裂化学键吸收的能(填“大于”或“小于”)形成化学键放出的能量。
②下列措施中，能加快氢气生成速率的是(填字母)。
a.将铁片改成铁粉
b.降低稀H₂SO₄的温度

(2)、微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，总反应的化学方程式为 $C_{6} H_{12} O_{6} + 6 O_{2} = 6 C O_{2} + 6 H_{2} O$ 其工作原理如图所示，回答下列

①有氧反应一极是电池的（填“正”或“负”）极，质子交换膜允许 $H^{+}$ 通过，该电池的正极反应式为

②若该电路中转移电子的物质的量为12 mol，则生成CO₂的体积(标准状况)为

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12.

(1)、Ⅰ．过量铁片与100mL 0.01mol/L的稀盐酸反应，能量变化趋势，如图所示：

该反应为反应(填“吸热”或“放热”)。

(2)、为了加快产生H₂的速率而不改变H₂的产量，可以使用如下方法中的______
①加H₂O       ②加入几滴1mol/LHNO₃溶液       ③滴入几滴浓盐酸

④加入一定量铁粉       ⑤加NaCl溶液     ⑥滴入几滴硫酸铜溶液

⑦适当升高温度（不考虑盐酸挥发）        ⑧改用10mL0.1mol/L盐酸

A、②③⑥⑦⑧ B、③④7⑧ C、③⑥⑦⑧ D、③⑥⑦

(3)、若将上述反应设计成原电池，铜为原电池某一极材料，则铜电极上发生的电极反应为。

(4)、Ⅱ．某温度时，在5 L的容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请通过计算回答下列问题：

分析有关数据，写出X、Y、Z的反应方程式。

(5)、该反应在3 种不同条件下进行，其中Y起始浓度相同，Z起始浓度为0，反应物X的浓度随反应时间的变化情况如下表：

①实验1中，在10~20 min内，以物质Y表示的平均反应速率为mol/(L·min) ，50min时，实验3中Z的浓度。

②0~20min内，其它条件一样实验2 和实验1的反应速率不同，其原因可能是；实验3 和实验1的反应速率不同，其原因是。

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13. 某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
（实验原理）2KMnO₄＋5H₂C₂O₄＋3H₂SO₄=K₂SO₄＋2MnSO₄＋10CO₂↑＋8H₂O

（实验内容及部分记录）

请回答：

(1)、根据上表中的实验数据，可以得到的结论是。

(2)、利用实验1中数据计算，用KMnO₄的浓度变化表示的反应速率v(KMnO₄)＝。

(3)、该小组同学根据经验绘制了n(Mn²^＋)随时间变化趋势的示意图，如图甲所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn²^＋)随时间变化的趋势应如图乙所示。该小组同学根据图乙所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。

①该小组同学提出的假设是。

②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表所加固体的化学式。

③若该小组同学提出的假设成立，t的大小范围是。

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14. 某实验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)，设计实验如下表：

实验编号	盐酸浓度/(mol/L)	铁的形态	温度/K
①	4.00	块状	293
②	4.00	粉末	293
③	2.00	块状	293
④	2.00	粉末	313

(1)、若四组实验均反应进行1分钟(铁有剩余)，则以上实验需要测出的数据是。

(2)、实验和(填实验编号)是研究盐酸的浓度对该反应速率的影响；实验1和2是研究对该反应速率的影响。

(3)、测定在不同时间产生氢气体积V的数据，绘制出图甲，则曲线c、d分别对应的实验组别可能是、。

(4)、分析其中一组实验，发现产生氢气的速率随时间变化情况如图乙所示。

①其中t₁～t₂速率变化的主要原因是。

②t₂～t₃速率变化的主要原因是。

(5)、实验1产生氢气的体积如丙中的曲线a，添加某试剂能使曲线a变为曲线b的是______。

A、CuO粉末 B、NaNO₃固体 C、NaCl溶液 D、浓H₂SO₄

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15. 某研究小组制备氯气并对产生氯气的条件进行探究。

(1)、装置A中用MnO₂与浓盐酸反应制取Cl₂ ，利用了浓HCl的（填“氧化性”或“还原性”）。

(2)、A中产生的气体不纯，含有的杂质可能是。

(3)、B用于收集Cl₂ ，请完善装置B并用箭头标明进出气体方向。

(4)、C用于吸收多余的Cl₂ ， C中发生反应的离子方程式是。

(5)、该小组欲研究盐酸的浓度对制Cl₂的影响，设计实验进行如下探究。

实验	操作	现象
I	常温下将MnO₂和12 mol·L^－¹浓盐酸混合	溶液呈浅棕色，略有刺激性气味
II	将I中混合物过滤，加热滤液	生成大量黄绿色气体
III	加热MnO₂和4 mol·L^－¹稀盐酸混合物	无明显现象

①已知MnO₂呈弱碱性。I中溶液呈浅棕色是由于MnO₂与浓盐酸发生了复分解反应，化学方程式是。

②II中发生了分解反应，反应的化学方程式是。

③III中无明显现象的原因，可能是c(H⁺)或c(Cl^－)较低，设计实验IV进行探究：

将实验III、IV作对比，得出的结论是；将i、ii作对比，得出的结论是。

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16. 研究金属与硝酸的反应，实验如下。

实验（20^oC）	现象
Ⅰ．过量铜粉、2 mL 0.5 mol/L HNO₃	无色气体（遇空气变红棕色），溶液变为蓝色
Ⅱ．过量铁粉、2 mL 0.5 mol/L HNO₃	6 mL无色气体（经检测为H₂），溶液几乎无色

(1)、Ⅰ中的无色气体是。

(2)、Ⅱ中生成H₂的离子方程式是。

(3)、研究Ⅱ中的氧化剂

① 甲同学认为该浓度的硝酸中H⁺的氧化性大于NO₃^- ，所以NO₃^-没有发生反应。乙同学依据Ⅰ和Ⅱ证明了甲的说法错误，其实验证据是。

② 乙同学通过分析，推测出NO₃^-也能被还原，依据是，进而他通过实证实该溶液中含有NH₄⁺ ，其实验操作是。

(4)、根据实验，金属与硝酸反应时，影响硝酸还原产物不同的因素有；试推测还可能有哪些因素影响（列举1条）。

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17. H₂O₂是一种绿色试剂，在化学工业中用于生产过氧乙酸、亚氯酸钠等的原料，医药工业用作杀菌剂、消毒剂。某化学小组为探究H₂O₂的性质做了如下实验：

(1)、下表是该小组研究影响过氧化氢(H₂O₂)分解速率的因素时采集的一组数据。

研究小组在设计方案时，考虑了浓度、、因素对过氧化氢分解速率的影响。

(2)、另一研究小组拟在同浓度 Fe³⁺的催化下，探究H₂O₂浓度对H₂O₂分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30% H₂O₂、0.1 mol·L^-1FeCl₃、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。设计实验装置，完成图1方框内的装置示意图(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。

图1 图2

(3)、对于H₂O₂分解反应，Cu²⁺也有一定的催化作用。为比较Fe³⁺和 Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，研究小组的同学设计了如图2所示的实验。请回答相关问题：
①可通过观察，比较得出结论。

②有同学提出将0.1 mol·L^-1FeCl₃溶液改为0.05 mol·L^-1Fe₂(SO₄)₃更为合理，其理由是。

(4)、已知 FeCl₃溶液中主要含有H₂O、Fe³⁺和 Cl^-三种微粒，甲同学又做了两种猜想。
猜想 1：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的 Fe³⁺。

猜想 2：真正催化分解H₂O₂的是。

完成表格验证猜想：

所需试剂

操作及现象

结论

Cl^-对H₂O₂分解无催化作用

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18. 某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)：
时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)
50
120
232
290
310

(1)、哪一时间段(指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min)反应速率最大，原因是。

(2)、哪一段时段的反应速率最小，原因是。

(3)、求2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率(设溶液体积不变) 。

(4)、如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液：A，蒸馏水、B，NaCl溶液、C，NaNO₃溶液、D，CuSO₄溶液、E，Na₂CO₃溶液，你认为可行的是。

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19. 某工厂的固体废渣中主要含Cu和CuO，还含有少量Cu₂O和SiO₂等。利用该固体废渣制取Cu（NO₃)₂的部分工艺流程如图所示：

(1)、Cu₂O与稀硝酸反应的离子方程式为。

(2)、酸溶时，反应温度不宜超过70℃，其主要原因是，若保持反应温度为70℃，欲加快反应速率可采取的措施为（写出一种即可）。

(3)、过滤后所得废渣的主要成分的化学式为。

(4)、Cu（NO₃)₂晶体受热易分解成CuO，同时产生NO₂和O₂ ，该反应的化学方程式为，由Cu（NO₃)₂溶液制Cu（NO₃)₂晶体的操作方法是：蒸发浓缩、、过滤、冰水洗涤、。

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