摘要:化学反应速率测定方法 例5.经过长期实践.人们总结出反应速率和反应物浓度之间存在定量关系:恒温下.对简单反应来说.化学反应速率同反应物浓度的方次的乘积成正比(反应物浓度的方次等于反应方程式中各物质的化学计量数).如对于反应mA+nBC来说.v=K[c(A)]m[c(B)]n.其中K为常数. 今有一反应.aA+bBC.在25℃时.将A.B溶液按不同浓度混合.得到下列实验数据: A的浓度 B的浓度 C的浓度 1.0 1.0 1.2×10-2 1.0 4.0 1.92×10-1 4.0 1.0 4.8×10-2 分析以上数据.求a.b的值. 解析:这是一道信息迁移题.目的考查学生处理信息的能力.题中给出化学反应速率同反应物浓度的关系式.并给出同一温度下不同反应物浓度浓度时反应速率的三组数据.要求出a.b只要把每组数据代入关系式.求出每一个量.利用求出的数据作为已知再求出其他数据.或通过比较求得a.b的值.

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通过实验测定反应速率的方法有多种,为证明化学反应速率与反应的浓度有关.有同学设计如下实验:
(1)比较锌粒与不同浓度硫酸反应时的速率,如图装置可通过测定收集等体积H2需要的
时间
时间
来实现;
(2)在KMnO4与H2C2O4反应中,可通过测定
溶液褪色所需时间
溶液褪色所需时间
来测定该反应的速率;写出酸性条件下KMnO4与H2C2O4(弱酸)反应,产生二氧化碳气体、水和Mn2+的离子反应方程式:
2MnO4-+5H2C2O4 +6H+=2Mn2++8H2O+10CO2
2MnO4-+5H2C2O4 +6H+=2Mn2++8H2O+10CO2
;此反应开始反应缓慢,随后反应迅速加快,其原因是
C
C
(填字母)
A.KMnO4溶液中的H+起催化作用
B.生成的CO2逸出,使生成物浓度降低
C. 反应中,生成的Mn2+起催化作用
D.在酸性条件下KMnO4的氧化性增强
(3)在Na2S2O3和H2SO4反应中,该反应速率可通过测定
出现浑浊所需的时间
出现浑浊所需的时间
来测定,分析下列实验数据记录,可推测出现混浊的时间由快到慢的顺序是
t1=t4<t3<t2
t1=t4<t3<t2

序号 Na2S2O3溶液 稀H2SO4 出现混浊时间
浓度 用量 浓度 用量
(1) 0.1mol?L-1 10mL 0.1mol?L-1 10mL t1
(2) 0.1mol?L-1 10mL+5mL 水 0.1mol?L-1 10mL t2
(3) 0.1mol?L-1 10mL 0.1mol?L-1 5mL+5mL水 t3
(4) 0.1mol?L-1 5mL 0.1mol?L-1 5mL t4
(4)K2Cr2O7的水溶液中存在如下平衡:Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+
(已知:在水溶液中K2Cr2O7为橙红色,K2CrO4为黄色.)往上述溶液中加入氢氧化钠溶液呈
黄色
黄色
色;向已加入氢氧化钠的溶液中,再加入过量硫酸溶液呈
橙红色
橙红色
色;此实验现象,符合勒夏特列原理:如果改变维持化学平衡的条件(浓度、压力和温度),平衡就会向着
减弱
减弱
这种改变的方向移动.
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在化学分析中,一般采用在酸性条件下用高锰酸钾标准溶液滴定的方法测定试样中FeSO4?7H2O的质量分数,反应原理为:5Fe2++8H++MnO4-=5Fe3++Mn2++4H2O.高锰酸钾标准溶液可用性质稳定、相对分子质量较大的基准物质草酸钠[Mr(Na2C2O4)=134.0]进行标定,反应原理为:5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O.
实验步骤如下:
步骤一:先粗配浓度约为1.5×10-2mol?L-1的高锰酸钾溶液500mL.
步骤二:称取Na2C2O4固体m g放入锥形瓶中,用蒸馏水溶解并加稀硫酸酸化,加热至70~80℃,用步骤一所配高锰酸钾溶液进行滴定,从而可标定高锰酸钾溶液的浓度.经测定,c(KMnO4)=0.0160mol?L-1
步骤三:称取FeSO4?7H2O试样1.071g,放入锥形瓶中,加入适量的水溶解,
步骤四:用标准高锰酸钾溶液滴定步骤三所配样品溶液,达到终点时消耗标准溶液48.00mL.
试回答下列问题:
(1)步骤一中要用到的玻璃仪器是烧杯、
 
 

(2)本实验中操作滴定管的如图所示,正确的是
 
(填编号).
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(3)步骤二的滴定是在一定温度下进行的,操作过程中发现前一阶段溶液褪色较慢,中间阶段褪色明显变快,最后阶段褪色又变慢.试根据影响化学反应速率的条件分析,溶液褪色明显变快的原因可能是
 

(4)请设计步骤四中的数据记录和数据处理表格(不必填数据).
(5)国家标准规定FeSO4?7H2O的含量(w):一级品100.5%≥w≥99.50%;二级品100.5%≥w≥99.00%;三级品101.0%≥w≥98.00%.试判断该试样符合国家
 
级品标准.
(6)测定试样中FeSO4?7H2O的含量时,有时测定值会超过100%,其原因可能是
 
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超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层.科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为:2NO+2CO
催化剂
2CO2+N2.为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
时间(s) 0 1 2 3 4 5
c(NO)(mol/L) 1.00×10-3 4.50×10-4 2.50×10-4 1.50×10-4 1.00×10-4 1.00×10-4
c(CO)(mol/L) 3.60×10-3 3.05×10-3 2.85×10-3 2.75×10-3 2.70×10-3 2.70×10-3
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H
0(填写“>”、“<”、“=”).
(2)前2s内的平均反应速率υ(N2)=
1.88×10-4 mol/(L.s)
1.88×10-4 mol/(L.s)

(3)在该温度下,反应的平衡常数表达式K=
c(N2)c2(CO2)
c2(NO)c2(CO)
c(N2)c2(CO2)
c2(NO)c2(CO)
.使平衡常数增大的方法是
B
B
(填写选项)
A.升高温度   B.降低温度     C.增大体系压强       D.减小体系压强
E.增大反应物浓度    F.减小反应物浓度    G.减小生成物浓度  H.选择新的催化剂
(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是
CD
CD

A.选用更有效的催化剂;B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度;D.缩小容器的体积
(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率.为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中.
实验
编号
T(℃) NO初始浓度
(mol/L)
CO初始浓度
(mol/L)
催化剂的比表面积(m2/g)
280 1.20×10-3 5.80×10-3 82
280
280
1.20×10-3
1.20×10-3
1.20×10-3
1.20×10-3
124
350
5.80×10-3
5.80×10-3
5.80×10-3
5.80×10-3
124
请在上表空格中填入剩余的实验条件数据.
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