Question

【题目】在生活中，需要对化学反应的速率和化学反应的限度进行研究，以便控制化学反应。

I．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。按照如下方案完成实验。

	反应物	催化剂	温度
①	10mL10% H2O2溶液	无	25℃
②	10mL20% H2O2溶液	无	25℃
③	10mL20% H2O2溶液	无	40℃
④	10mL20% H2O2溶液	1~2滴0.1mol/LFeCl3溶液	40℃

通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图所示，回答下列问题：

（1）代表实验①的图示是________________。

（2）对比实验③和④的目的是_____________。

（3）通过上面对比实验，所得的实验结论是_______。

Ⅱ．一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中充入1molN2和3 mol H2，一定条件下发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，测得其中N2物质的量随时间变化如图所示。回答下列问题：

（4）从开始反应到t2时刻，氨气的平均反应速率为_____________。

（5）在t3时刻，氢气的转化率为_________。

Answer 1

【答案】 Ⅳ 研究催化剂对反应速率的影响 其他条件不变，增大反应物浓度或升高温度或加入催化剂，化学反应速率加快 0.5/t2mol/(L·min) 75℅

【解析】试题分析：（1）温度越高，反应速率越快，使用催化剂，反应速率加快，浓度越大，反应速率越快，实验①中双氧水浓度最小，没有使用催化剂，温度为25℃，则在实验①～④中反应速率最小，图中斜率越大，反应速率越快，则代表实验①的为Ⅳ。

（2）根据表中数据可知，实验③④中反应物浓度、反应温度相同，而实验④使用了催化剂，所以对比实验③和④的目的是研究催化剂对反应速率的影响。

（3）根据实验①②可知，增加反应物浓度，反应速率加快；根据实验②③可知，升高反应温度，反应速率加快；根据实验③④可知，使用催化剂，反应速率加快，所以通过上面对比实验，所得的实验结论是其他条件不变，增大反应物浓度或升高温度或加入催化剂，化学反应速率加快。

（4）根据图象可知，t2时刻氮气的物质的量为0.50mol，氮气的浓度变化为：c（N2）=（1-0.5）÷2=0.25mol/L，从开始反应到t2时刻，氮气的平均反应速率为：v（N2）=0.25mol/L÷t1min=0.25/t2

mol/(L·min)，根据工业合成氨的反应可知，氨气的平均反应速率为：v（NH3）=2v（N2）=2×0.25/t2

mol/(L·min)= 0.5/t2mol/(L·min)。

（5）在t3时刻氮气的物质的量为0.25mol，反应消耗的氮气的物质的量为：1mol-0.25mol=0.75mol，根据反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）可知，反应消耗的氢气的物质的量为：0.75mol×3=2.25mol，在t3时刻，氢气的转化率为：2.25mol÷3mol×100%=75%。