影响化学反应速率的因素探究 知识点题库

探究性学习小组选择“过氧化氢(H2O2)生成氧气(O2)的快慢与什么因素(如催化剂的种类、反应物的浓度和温度等)有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要过程:

[假设]过氧化氢生成氧气的快慢与催化剂种类有关.

  1. (1) [实验方案]常温下,在两瓶相同体积的过氧化氢溶液中分别加入相同质量二氧化锰(MnO2)和CuO,测定各生成一瓶相同体积O2所需要的时间或测定
  2. (2) [实验记录]

    实验编号

    1

    2

     反应物

     6%H2O2

     6%H2O2

     催化剂

     1gCuO

     1gMnO2

     收集等体积氧气的时间

     152s

    38s

    [结论]该探究过程得出的结论是

  3. (3) [反思]过氧化氢在常温下分解缓慢,加入二氧化锰或氧化铜后反应明显加快,若要证明二氧化锰和氧化铜是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的是否改变、
  4. (4) 过氧化氢生成的快慢还与哪些因素有关?请你帮助他们继续探究.(只要求提出假设和实验方案)

     [假设]

  5. (5) [实验方案]
比较、推理是化学学习常用的方法,以下是根据一些实验事实推理出的影响化学反应的因素,其中推理不合理的是(   )

序号

实验事实

影响化学反应的因素

A

铁丝在空气中很难燃烧,而在氧气中能剧烈燃烧

反应物浓度

B

镁粉与稀盐酸反应的速率比铁钉与盐酸反应的速率快

金属的活动性

C

双氧水在常温下缓慢分解,而在加入二氧化锰后迅速分解

有、无催化剂

D

铜片在空气中很难燃烧,铜粉在空气中较易燃烧

反应物的种类

A . A   B . B   C . C   D . D
某校化学兴趣小组将用剩的过氧化氢溶液倒入放有表面生锈铁钉的废液缸中,发现产生了大量的气泡,经检验此气体为氧气.根据学过的知识初步判断,是生锈铁钉中的某种物质加快了过氧化氢的分解,那么究竟是哪种物质加快了过氧化氢的分解速率?

请你参与他们的研究,分享和体验探究实验的快乐.

  1. (1) 【猜想与假设】甲同学:铁钉表面的铁锈(主要含:氧化铁)加快了H2O2的溶液分解.

    乙同学:铁钉里面的加快了H2O2的溶液分解.

  2. (2) 【设计方案和实验】完成下列表格

    实验方案

    实验现象

    结论

    方案一:向盛有10mL 5% H2O2溶液的试管中加入2g 氧化铁粉末,将一根带火星的木条放在试管口,观察现象.

    甲同学结论成立.

    方案二:

    无明显现象

    乙同学结论不成立.

  3. (3) 【讨论交流】丙同学认为“方案一”只能说明铁锈加快了H2O2溶液的分解,并不能说铁锈就一定是催化剂.你是否支持丙同学的观点?,如果要证明氧化铁是催化剂,就要设计一个实验来证明,这个实验的设计原理是

  4. (4) 某校化学活动小组对测定空气中氧气的体积分数做了如下回顾和探究.

    【知识回顾】初中化学常采用燃烧某物质的方法来测定空气中氧气的体积分数(如图一).写出该物质在空气中燃烧的文字或符号表达式:.若实验操作规范,该实验得出的结论是.该方法测定的结果偏小的可能原因是(填序号).

    ①红磷量不足      ②装置气密性不好     ③弹簧夹没有加紧       ④没有冷却到室温

  5. (5) 【探究实验】活动小组同学用如图二的装置进行镁条在空气中燃烧的实验.待点燃的镁条在密闭的集气瓶中停止燃烧,冷却到室温,打开止水夹,发现进入集气瓶中的水的体积约为其容积的70%.

    【提出问题】集气瓶中气体为什么减少了70%这么多?

    【讨论分析】根据空气的组成,可推出减少的气体中一定有氮气,因为如果镁条只和空气中的氧气反应,则进入集气瓶中的水的体积最多不超过容积的 %.

  6. (6) 【查阅资料】镁条的化学性质很活泼,能和氧气剧烈反应;也能在氮气中燃烧,产物为黄绿色的氮化镁固体.

    【反思拓展】如果用燃烧法来测定空气中氧气的体积分数,不能选用镁条,因为镁条除了和氧气反应,还要和氮气等反应;也不能选用铁丝,其原因铁丝不能在空气中燃烧;一般也不会选用木炭或硫粉,其原因是

为探究影响金属与酸反应快慢的因素,某同学进行了以下实验:

实验序号

实验过程

实验现象

1

镁粉和铁粉分别与5%盐酸反应

镁粉产生气体快

2

铁粉和铁片分别与10%盐酸反应

铁粉产生气体快

3

铁片分别与5%盐酸和10%盐酸反应

10%盐酸产生气体快

由此得出影响金属与酸反应快慢的因素有哪些?它们是如何影响反应快慢的?

  1. (1)
  2. (2)
  3. (3)
日常生活中,人们利用碳酸钠溶液具有碱性,清洗餐具上的油污,碱性越强,去油污的效果越好。下面是对影响碳酸钠溶液碱性的因素展开探究。

用碳酸钠固体和不同温度的水,配置溶质质量分数分别为2%、6%和10%的碳酸钠溶液,立即测量溶液的pH,记录数据如下表:

实验编号

溶质质量分数

2%

2%

2%

6%

6%

6%

10%

10%

10%

水的温度/℃

20

40

60

20

50

60

20

40

60

溶液pH

10.90

11.18

11.26

11.08

11.27

11.30

11.22

11.46

11.50

请你分析表中数据回答:

  1. (1) 去油污的效果最好的是(填实验编号)。
  2. (2) 在一定温度范围内,温度对碳酸钠溶液pH的影响是:当碳酸钠溶液的质量分数相同时,
  3. (3) 要画出碳酸钠溶液的pH随溶液中溶质质量分数的变化关系曲线,可选择的一组实验是(填实验编号),结论是
  4. (4) 如果某实验小组想得到更好的去污效果,根据之前的实验规律,可以尝试的实验条件是___________。
    A . 12%、60℃             B . 8%、40℃             C . 10%、70℃
  5. (5) 该小组配制50g 10% Na2CO3溶液的流程图如下所示:

    该小组应称量Na2CO3的质量为g,若称量Na2CO3固体时指针向右偏转,则应直到天平平衡.

某某学习小组的同学对过氧化氢分解进行探究。
  1. (1) Ⅰ.(探究一)影响过氧化氢分解快慢的因素

    分别取5mLH2O2溶液进行实验,测定产生4mLO2所需时间,实验结果记录如下:

    实验序号

    H2O2溶液的溶质质量分数%

    温度℃

    MnO2粉末用量/g

    反应时间

    30

    35

    0

    t1

    30

    55

    0

    t2

    5

    20

    0.1

    3s

    15

    20

    0.1

    1s

    对比①②可知,其他条件相同时,温度越高,过氧化氢分解越快,则t1t2(填“>”“=”“<”)

  2. (2) 能说明过氧化氢分解快慢与溶质质量分数有关的实验是(填实验序号),合理的结论是
  3. (3) (交流探讨)MnO2属于金属氧化物,其它金属氧化物能否起到类似MnO2的催化作用?

    Ⅱ、(探究二)探究Fe2O3是否对过氧化氢分解起催化作用

    操作步骤

    实验情况记录

    结论

    A试管上方带火星的木条未复燃

    B中出现气泡快,带火星的木条复燃

    Fe2O3(填“不影响”、“减慢”或“加快”)过氧化氢分解

    将B试管中的混合物过滤,把滤渣烘干、

    固体质量0.2g

    Fe2O3质量未变

    ƒ小组的同学认为要证明Fe2O3是催化剂,上述二个实验还不够,还需要再增加一个实验,

    a、该实验的目的是:

    b、请你设计实验证明,简要的写出实验步骤及实验现象:

    (得出结论)过氧化氢分解快慢受温度、浓度、催化剂等因素影响。

多种因素对化学反应速率有影响。
  1. (1) 硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈,说明其影响因素是什么?
  2. (2) 反应物之间的接触面积会影响化学反应速率,请举例说明。
金属钨(W)可做白炽灯泡的灯丝。用黑钨矿[主要含有FeWO4(钨酸亚铁)]制得金属钨(W)的工艺流程如下图所示:

 

其主要反应原理如下:

  1. (1) 步骤①所得烧渣中主要含有两种固体化合物,分别为Na2WO4(写化学式)
  2. (2) 步骤②加入浓盐酸溶液前需将烧渣粉碎,其目的是
  3. (3) 步骤④发生的反应是得到钨单质,该反应的化学方程式为
  4. (4) 上述流程中属于分解反应的是
小金利用图示装置进行甲、乙对比实验,探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。

  1. (1) 从实验安全角度考虑,图示装置还应采取的改进措施是
  2. (2) 完全反应后,两组的生成物均为黑色粉末(纯净物),分别用两组生成物进行以下实验:

    ①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是

    ②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应,故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为g,这可成为支持上述猜想的新证据。

  3. (3) 甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响,且均体现出CO的(填写化学性质)。
小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题。她设计并完成了下表所示的探究实验:
  1. (1) 请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格。

    实验操作

    实验现象

    实验结论或总结

    结论

    总结

    实验一

    取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,伸入带火星的木条

    有少量气泡产生,木条不复燃

    过氧化氢能分解产生氧气,但是反应较(填“快”或“慢”)

    二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂

    实验二

    向盛水的试管中加入二氧化锰,伸入带火星的木条

    没有明显现象

    (填“能”或“不能”)分解产生氧气。

    实验三

    二氧化锰能加快过氧化氢的分解,反应的文字或符号表达式为:

  2. (2) 在小丽的探究实验中,“实验一”和“实验二”起的作用是
  3. (3) 小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”,她补充设计了两个方面的探究实验,最终完成了对“命题”的实验证明。

    第一方面的实验操作中包含了两次称量,其目的是

    第二方面的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余固体继续加入到另一支装有5mL5%的过氧化氢溶液中观察分析,其目的是 。

控制变量法是科学探究中常用的方法。化学反应的快慢常与反应物的浓度、固体表面积以及外界条件如温度、压强、催化剂等因素有关。以下两组实验设计是兴趣小组同学探究化学反应速率的影响因素。
  1. (1) 实验一:探究大理石与盐酸反应速率的影响因素。

    【实验过程】如“题图”,所用盐酸均足量。

    【实验分析】(①-③选填实验编号)

    ①若要探究温度对反应速率的影响,可选择实验甲与对照。

    ②若要探究固体表面积大小对反应速率的影响,可选择实验甲与对照。

    ③若要探究盐酸浓度大小对反应速率的影响,可选择实验甲与对照。

  2. (2) 实验二:比较MnO2和CuO对影响双氧水分解速率的影响。

    实验操作

    待测数据

    A.将5%的双氧水xmL与0.5gMnO2粉末均匀混合

    同温同时间内,生成氧气体积

    B.将5%的双氧水8mL与0.5gCuO粉末均匀混合

    A中x的值为,B中反应的化学方程式是,测量O2的体积可选用“题图”中的(填装置字母)。

阅读下面科普短文。

酸奶营养丰富,富含人体生长发育所必须的多种营养物质,是人们喜爱的食品。

表 1 某品牌酸奶中主要营养成分的含量(每 100 克)

蛋白质/克

糖类/克

脂肪/克

钠/毫克

钙/毫克

2.7

9.5

2.7

75

90

但是,普通酸奶含有乳糖,经调查,我国有 88.9%的成人缺乏分解乳糖的乳糖酶,有55.1%的成年人表现有乳糖不耐受症状(主要症状为腹泻)。因此,在保证普通酸奶基本营养不损失的前提下,乳糖含量较低或无乳糖的酸奶成为乳糖不耐受消费者的需求。相关科研技术人员为满足消费者的需求,开始研发无乳糖酸奶。无乳糖酸奶的工艺流程为:原料乳 → 标准化 → 添加 6%的白砂糖  → 均质  → 巴氏杀菌 → 冷却→接种发酵剂(直投式发酵剂)→ 发酵(37℃、42℃)→ 4℃低温储存。

研究一  发酵酸奶中添加乳糖酶对乳糖水解效果的影响

在 37℃,向普通酸奶中添加不同剂量乳糖酶(剂量分别为 1000U/kg、1500U/kg、2000U/kg、2500U/kg),发酵 3 小时,测得发酵酸奶中乳糖残留量随时间的变化,如图 1 所示。

研究二  普通酸奶和无乳糖酸奶发酵过程中的酸度变化

普通酸奶和无乳糖酸奶分别在 37℃和 42℃发酵 8 小时,发酵过程中酸度(从 1 小时开始测量)变化如图 2 所示。

除以上研究,科技人员还在口味、活菌数、保存等方面做了无乳糖酸奶与普通酸奶的对比研究,发现无乳糖酸奶都具有一定的优势。

依据文章内容回答下列问题。

  1. (1) 由表 1 可知酸奶的主要营养成分中含量最高的是
  2. (2) 由图 1 可知:3 小时内,(填字母序号,下同)。

    A添加相同量乳糖酶,发酵酸奶中乳糖残留量随时间的延长而降低

    B相同发酵时间,乳糖残留量均随乳糖酶添加量的增大而降低

    C乳糖残留量与温度、时间、乳糖酶添加量有关

  3. (3) 由图 2,影响无乳糖酸奶酸度的因素是
  4. (4) 由图 2 可知:42℃时无乳糖酸奶发酵过程中酸度与时间的关系是
  5. (5) 下列说法正确的是

    A我国绝大部分成年人都有乳糖不耐受症状

    B表 1 中“钠”指的是钠元素

    C无乳糖酸奶的工艺中至少两步属于化学变化 

    D无乳糖酸奶比普通酸奶适合更多消费者食用

某小组同学设计并进行实验,探究影响过氧化氢分解速率的因素。(实验装置如图所示,夹持仪器已略去)

图片_x0020_1064958693

(猜想与假设)

影响过氧化氢分解速率的因素可能有温度、溶液的浓度、催化剂用量。

(实验记录)

同学们进行6组实验,实验记录如下:

实验序号

过氧化氢溶液的

浓度(%)

30

30

15

30

30

30

过氧化氢溶液的

体积(mL)

6

x

6

6

6

6

水槽中水的温度

20

90

70

70

20

20

锥形瓶中的物质

0.1g MnO2

0.5g MnO2

6min内产生氧气(mL)

0.0

41.0

4.5

12.1

2.0

650.0

(解释与结论)

  1. (1) 实验②中应加入过氧化氢溶液的体积x是mL。
  2. (2) 实验①-⑥可以通过测定来比较过氧化氢的分解速率。

    A 相同时间内产生氧气的体积

    B 产生相同体积的氧气所需时间

    C 相同时间内产生氧气的质量

  3. (3) 得出“过氧化氢溶液的浓度越大分解速率越快”结论所依据的实验是(填序号)。
  4. (4) 通过实验①、②、④可得出的结论是
  5. (5) (反思与评价)

    同学们认为实验室制氧气,应选择实验⑥而不选实验②的理由是(答一点即可)

小马虎在做过氧化氢溶液制取氧气时,不正确地添加了同样是黑色的氧化铜,发现同样也能加快过氧化氢的分解速度,同学们对催化剂产生了兴趣,通过咨询和查阅资料了解到氧化铁同样也能加快过氧化氢的分解速度。他们设计了实验装置并进行了探究实验。实验以生成100mL的气体为标准,记录的时间如下表所示:

实验编号

过氧化氢溶液浓度(%)

过氧化氢溶液体积(mL)

过氧化氢溶液温度(℃)

催化剂及其质量

收集100mL氧气

需要时间(s)

5

30

20

二氧化锰0.1g

30.8

5

30

20

氧化铜0.1g

54.6

5

30

20

氧化铁0.1g

64.7

5

30

20

150.5

  1. (1) 实验④的作用是:
  2. (2) 写出实验③的反应的文字表达式:
  3. (3) 通过实验的比较可知氧化铁也能加快过氧化氢的分解速度,但若要证明氧化铁也是该反应的催化剂,还需要验证氧化铁在反应前后的也没有改变。
  4. (4) 由实验可知,实验所用的三种物质中,催化效果最好。
  5. (5) 比较两组实验生成气体的快慢,除上述实验所用方法外,还可以采用的方法是:
  6. (6) 上述实验表明催化剂的种类会影响过氧化氢的分解速率,而温度也可能会影响过氧化氢的分解速率,请你设计实验方案进行验证:

    你还知道影响过氧化氢分解速率的因素还可能有(只要写一种即可)。

工业脱硫废水中溶有较多可溶性钙和镁的化合物,用石灰乳和烟道气对废水进行软化处理,主要流程如下图所示。

  1. (1) 反应器 1 中,石灰乳[主要成分是 Ca(OH)2]用于除去 Mg2+ , Ca(OH)2与 MgCl2发生复分解反应的化学方程式为
  2. (2) 反应器 2 中,烟道气用于将 Ca2+转化为 CaCO3沉淀,烟道气中参与反应的气体是
  3. (3) 反应器中搅拌的作用是
化学实验室常用二氧化锰催化过氧化氢分解的方法制取氧气。那么,影响过氧化氢分解快慢的因素到底有哪些呢?某化学兴趣小组对此进行如下研究。
  1. (1) (提出问题)影响过氧化氢分解快慢的因素有哪些?

    (猜想与假设)假设1:过氧化氢溶液的浓度;

    假设2:催化剂的质量;

    假设3:温度;

    假设4:

  2. (2) (设计实验)小明同学设计如下实验方案进行验证。

    序号

    H2O2溶液的浓度

    H2O2溶液的质量

    温度

    MnO2的质量

    收集O2的体积

    时间

    5%

    12 g

    20 ℃

    0.2 g

    125 mL

    20 s

    30%

    12 g

    20 ℃

    0.2 g

    125 mL

    2 s

    30%

    12 g

    40 ℃

    125 mL

    148 s

    a.通过对比实验①和②可知,过氧化氢分解的快慢与有关。

    b.在过氧化氢分解前后,二氧化锰的不变。

    c.请你写出用二氧化锰催化过氧化氢分解的化学方程式:

  3. (3) (讨论交流)小红同学认为在这个实验中,必须用排水法收集氧气,理由是
  4. (4) 小辉同学提出小明的方案无法验证温度对过氧化氢分解快慢的影响,请你帮他说出理由:
  5. (5) (拓展延伸)同学们查阅资料得知,FeCl3溶液对过氧化氢分解也有影响。在老师的指导下设计实验继续探究,向两支试管中分别加入等质量、不同浓度的H2O2溶液,再加入等质量、等浓度的FeCl3溶液,分别用气压传感器测定两试管中气体压力的变化曲线,如图1。

    请你从图2曲线中找出FeCl3溶液对H2O2分解影响的结论:

化学兴趣小组对氧气的制取进行了如下探究。
  1. (1) 实验室制取氧气。

    ①写出上图所示装置中标号仪器的名称:a

    ②实验室中用过氧化氢制取氧气,发生反应的文字表达式为;选择的发生装置是,若要收集较纯净的氧气,收集装置是

  2. (2) 探究影响过氧化氢溶液分解速率的因素。实验装置如下图所示,夹持仪器已略,实验数据见下表。

    实验序号

    1

    2

    3

    4

     5

    6

    过氧化氢溶液的浓度

    30%

    30%

    15%

    30%

    30%

    30%

    过氧化氢溶液的体积(mL)

    6

    x

    6

    6

    6

    6

    水槽中水的温度(C)

    20

    90

    70

    70

    20

    20

    锥形瓶中的物质

    0.5gNaCl

    05gFeCl3

    60分内产生氧气(mL)

    0.0

    41.0

    4.5

    12.1

    2.0

    650.0

    ①实验2中应加入过氧化氢溶液的体积x是mL。

    ②实验1~6通过测定相同时间内产生氧气的体积来比较过氧化氢的分解速率,还可以通过测定来比较过氧化氢的分解速率。

    ③得出“过氧化氢溶液的浓度越大,分解速率越大”结论所依据的实验是(填序号)。

    ④通过实验1、2、4可得出的结论是

    ⑤向实验2收集的氧气中插入带火星木条,木条没有复燃,你认为可能的原因是

下列实验不能达到相应实验目的的是(   )
A . 测量空气中氧气含量 B . 探究氧气的浓度是影响硫燃烧剧烈程度的因素 C . 探究温度对分子运动快慢的影响 D . 验证质量守恒定律
实验室制备并收集二氧化碳,按下表进行实验,取等质量的同种大理石加入足量酸中(杂质不与酸反应),产生二氧化碳气体随时间变化曲线如图所示,下列说法不正确的是(   )

实验编号

药品

块状大理石、10%、 H2SO4溶液

块状大理石、7%、HCl溶液

大理石粉末、7%、HCl溶液

A . 实验Ⅲ对应的如图变化曲线为甲 B . 实验Ⅱ和Ⅲ对比,说明影响反应速率的因素是固体的颗粒大小 C . 实验Ⅰ和Ⅱ对比,说明影响反应速率的因素是酸的浓度 D . 实验Ⅱ和Ⅲ完全反应后,产生二氧化碳的质量是相等的
铝是当前应用最广泛的金属材料之一,铝的化合物在日常生活和工农业生产中世有着重要的用途。请回答下列问题∶
  1. (1) 某市有一座铝冶炼厂,它是以氧化铝为原料,在熔融状态下电解生成铝和一种常见的气体,反应的化学方程式为,电解熔融氧化铝的过程是由能转化为能。
  2. (2) 某实验小组探究铝与盐酸反应的反应速率与哪些因素有关。

    资料∶反应速率的大小会受温度和反应物浓度的影响。

    ①实验过程中观察到的实验现象是∶“向打磨过的铝片加入盐酸,开始铝片表面出现少量气泡,接着气泡越来越多,然后看到溶液上方出现‘水雾’现象,甚至于使酸液‘沸腾’起来。”由此说明该反应是一个热反应,反应的化学方程式为

    ②实验结束后,课外兴趣小组成员将产生氢气的体积与时间关系作了如图所示。试判断OE、EF、FG这三段时间内产生氢气的速率大小,速率从大到小的顺序为(用OE、EF、FG表示),产生这样速率大小的原因是