Question

9．影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法研究反应速率的有关问题．
（1）实验1 探究Mg与盐酸反应速率的变化规律

取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，铜丝缠着镁条伸入装置甲中，使镁条浸入锥形瓶内的体积为2L稀盐酸（足量）中．镁条和盐酸反应生成H₂的体积与反应时间的关系曲线如图2所示．
①从图2中看出0-6min内平均反应速率最快的时间段是B．（填代号）
A．0-2min          B．2-4min         C．4-6min
②请计算4-6min 时间内，用HCl表示的平均反应速率为1×10^-4mol/（L•min）．（假设图2氢气体积均已换算为标准状况下的体积，且溶液体积变化可忽略）
③图1装置甲中与镁条相连的铜丝若一起浸入稀盐酸中对反应速率影响下列说法正确的是（
A．加快反应速率但生成氢气的总量不变       B．减慢反应但增大生成氢气总量
C．不影响反应速率                          D．加快反应速率但生成氢气的总量减小
（2）实验2 探究酸浓度对MnO₂与H₂O₂反应速率的影响：已知MnO₂+H₂O₂+2H⁺ Mn²⁺+O₂↑+2H₂O，现取等量MnO₂和下表有关物质，在相同温度下进行4组实验，分别记录收集20.0mL氧气所需时间．

实验编号	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
10%H2O2的体积/mL	5.0	5.0	V1	V2
20%硫酸的体积/mL	0	0.5	1.0	V3
水的体积/mL	15	14.5	V4	13.5
所需时间t/s	t1	t2	t3	t4

①上表中V₁=5.0mL，V₃=1.5mL．
②有同学提出实验I不可作为实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的对比实验，其理由是实验I中MnO₂将作为催化剂，其他三组实验中二氧化锰作氧化剂，反应原理不同，且酸量不同．
③若实验测得t₂＞t₃＞t₄，则可得出的实验结论是酸浓度越大，反应速率越快．

Answer 1

分析 （1）①分析相同时间内氢气体积的多少来判断速率的快慢；
②利用速率表达式v=$\frac{△c}{△t}$计算速率；
③形成原电池可加快反应速率；
（2）①因探究酸浓度对速率的影响，故其他条件相同；
②实验Ⅰ二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，而加入硫酸后，二氧化锰为氧化剂，反应原理不同；
③分析酸的用量和反应时间的关系．

解答 解：（1）①从图中看出2-4分钟内产生氢气最多，故这段时间内反应速率最大，
故答案为：B；
②4-6分钟内，产生氢气4.48mL，物质的量为：$\frac{4.48×1{0}^{-3}L}{22.4L•mo{l}^{-1}}$=2×10^-4mol，根据反应方程式：
Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑可知，参加反应盐酸的物质的量为：4×10^-4mol，盐酸的浓度变化为：△c=$\frac{△n}{△t}$=$\frac{4×1{0}^{-4}mol}{2L}$=2×10^-4mol/L
v（HCl）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{2×1{0}^{-4}mol•{L}^{-1}}{2min}$=1×10^-4mol/（L•min）；
故答案为：1×10^-4mol/（L•min）；
③铜与盐酸不反应，但加入的铜丝和镁及电解质形成原电池，加快了反应速率，
故答案为：A；
（2）①因探究酸浓度对速率的影响，故其他条件相同，10%H₂O₂的体积不变，混合溶液的总体积不变，所以V₁=V₂=5.0mL，V₃=（20-5.0-13.5）mL=1.5mL；
故答案为：5.0；1.5；
②实验Ⅰ中二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，而加入硫酸后，二氧化锰为氧化剂，反应原理不同，实验I不可作为实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的对比实验，
故答案为：实验I中MnO₂将作为催化剂，其他三组实验中二氧化锰作氧化剂，反应原理不同，且酸量不同；
③从数据可看出，酸用量越多，酸的浓度越大，所需时间越短，
故答案为：酸浓度越大，反应速率越快．

点评 本题考查了反应速率的测定及影响因素，中等难度，注意在比较外界反应条件对反应速率的影响时，要限定其他条件相同，改变一个条件，这是解题的依据．