Question

9．（1）某实验小组设计了下列实验以探究影响化学反应速率的因素．
实验I：在甲、乙、丙三只相同的试管中分别加入5mL质量分数均为5%的过氧化氢溶液，各加入三滴洗涤剂，再分别放到如图所示的烧杯中水浴加热．实验发现，三支试管中产生气泡的速率不同．（洗涤剂起到将气体变为气泡的作用）

实验Ⅱ：在甲、乙、丙三只相同的试管中分别加入5mL质量分数均为5%的过氧化氢溶液，各加入三滴洗涤剂．在甲试管中加入MnO₂少许，在乙试管中加入少许FeCl₃，在丙中加入少许新鲜的鸡肝泥．观察到乙试管中产生气泡的速率最慢，而丙试管中产生气泡的速率最快．
实验Ⅲ：在甲、乙、丙三只相同的试管中分别加入5mL质量分数分别为5%，10%和15%的过氧化氢溶液，各加入三滴洗涤剂，再分别滴加三滴浓FeCl₃溶液．观察并记录实验现象．
实验Ⅳ：在甲、乙、丙三只相同的试管中分别加入少许鸡肝泥，再分别放到如图所示的烧杯中水浴加热2分钟，再分别向三支试管中加入5mL质量分数均为5%的过氧化氢溶液和三滴洗涤剂．观察到丙中产生气泡速率最慢．

根据上述四个实验，回答下列问题：
①实验I的实验现象是丙中产生气泡速率最快，甲中最慢．
②实验Ⅱ的实验目的是探究MnO₂、FeCl₃和鸡肝泥三种催化剂对反应速率的影响大小．
③实验Ⅲ的实验目的是探究浓度对反应速率的影响；产生气泡速率最快的是丙试管（填“甲”“乙”或“丙”）．
④实验Ⅳ中丙产生气泡速率最慢，该实验现象的原因可能是在80℃时，鸡肝泥失去或降低了催化效率．
（2）在一定温度下，将0.20 mol 的四氧化二氮气体充入1L的固定的密闭容器，每隔一段时间对该容器内的物质进行一次分析，得到如下数据：

时间 （s） 浓度 mol•L-1	0	20	40	60	80	100
C（N2O4）	0.20	C1	0.10	C3	C4	C5
C（NO2）	0.00	0.12	C2	0.22	0.22	0.22

根据表格提供数据，请回答下列各小题：
①C₁＜C₂（填＜，＞或=）．
②在0～20S内四氧化二氮的平均反应速度为0.003mol/（L•s）．1．

Answer 1

分析 （1）①根据实验I中甲、乙、丙反应条件可知，实验I探究的是温度对反应速率的影响，温度越高，反应速率越快；
②实验Ⅱ中在甲、乙、丙三只相同的试管中分别加入不同的催化剂，探究是不同催化剂对反应速率的影响大小；
③实验Ⅲ中在甲、乙、丙三只相同的试管中分别加入不同浓度的过氧化氢溶液，探究的是浓度对反应速率的影响；
④温度较高时酶会失去活性，催化效率降低；
（2）①依据图表数据分析，发生的反应为N₂O₄?2NO₂，根据转化量之比等于计量数之比计算出C₁和C₂；
②结合化学反应速率v=$\frac{△c}{△t}$计算0～20s内N₂O₄的平均反应速率．

解答 解：（1）①根据实验I中甲、乙、丙反应条件可知，实验I探究的是温度对反应速率的影响，温度越高，反应速率越快，
故答案为：丙中产生气泡速率最快，甲中最慢；
②实验Ⅱ中在甲、乙、丙三只相同的试管中分别加入不同的催化剂，探究是不同催化剂对反应速率的影响大小，
故答案为：探究MnO2、FeCl3和鸡肝泥三种催化剂对反应速率的影响大小；
③实验Ⅲ中在甲、乙、丙三只相同的试管中分别加入不同浓度的过氧化氢溶液，探究的是浓度对反应速率的影响，
故答案为：探究浓度对反应速率的影响；
④温度较高时酶会失去活性，催化效率降低，
故答案为：在80℃时，鸡肝泥失去或降低了催化效率；
（2）①依据图表数据分析，发生的反应为N₂O₄?2NO₂，40s时C（N₂O₄）=0.10mol•L^-1，△c（NO₂）=2△c（N₂O₄）=0.20mol•L^-1，则C₂=0.20mol•L^-1 ，而根据表格0.10mol•L^-1＜C₁＜0.20mol•L^-1 ，故C₁＜C₂，
故答案为：＜；
②进行到20s；
                N₂O₄ ?2NO₂ 
起始量（mol/L）  0.20   0
变化量（mol/L） 0.06   0.12
20S末（mol/L）  0.14 　　0.12
20s时，N₂O₄的浓度=C₁=0.14mol/L；
0～20s内N₂O₄的平均反应速率=$\frac{0.06mol/L}{20s}$=0.003mol/（L•s），
故答案为：0.003mol/（L•s）．

点评 本题考查了化学反应速率的影响因素，及化学反应速率的计算，题目难度不大．