1、 第 1 讲 化 学 反应 速 率 考纲要 求 1.了解化 学反 应速率 的概 念 、 化 学反应 速率的 定量 表示方 法 。2. 了解催 化剂 在生产 、生活 和 科学研究领域中 的重要作 用 。3.理解外界条 件( 浓度 、温度、压强、 催化剂等) 对化学反应速 率的影 响 ， 认识 其一 般规 律 。4. 了解 化学 反应 速率 的 调控在 生产 、 生 活和 科学 研究领 域中 的 重要作 用 。 考点一 化 学反 应速 率 1 表 示方 法 通常用 单位 时间 内反 应物 浓度的 减少 或生 成物 浓度 的 增加 来表 示 。 2 数 学表 达式 及单 位 v c t ，单位 为
2、mol L 1 min 1 或 mol L 1 s 1 。 3规律 同一反应 在同 一时间 内 ， 用不同物 质来 表示的 反应 速率可能 不同 ，但反 应速 率的数值 之 比等于 这些 物质 在化 学方 程式中 的 化 学计 量数 之比 。 深度思 考 1 化 学反 应速 率是 指瞬 时 速率还 是平 均速 率？ 能否 用固体 或纯 液体 表示 化学 反应速 率？ 答案 化 学反 应速率 一般 指平均速 率 ； 不能用 固体 或纯液体 表示 化学 反 应速 率 ，因为 固 体或纯 液体 的浓 度在 化学 反应中 视为 定值 。 2 判 断正 误， 正确 的划 “ ”， 错误 的划 “ ” (
3、1) 对于任 何化 学反 应来 说 ，反应 速率 越大 ，反 应现 象就越 明显 ( ) (2) 由v c t 计算 平均 速率 ， 用反应 物表 示为 正值 ，用 生成物 表示 为负 值 ( ) (3) 同一化 学反 应 ， 相 同条 件下用 不同 物质 表示 的反 应速率 ， 其数 值可 能不 同 ， 但 表示 的 意义相 同 ( ) 答案 (1) (2) (3) 题 组一 “v c t ”的 应用 1 某温 度时 ， 在 2 L 容器 中 X 、Y 、Z 三 种气 体的 物 质的量 随时 间变 化的 曲线 如图所 示 。 由 此分析 ，该 反应 的化 学方 程式为 _ ； 从反应 开始
4、至 2 min 时 ，Z 的反应 速率 为_ 。 答案 3Y Z 2X 0.025 mol L 1 min 1解析 找出 2 min 内 X 、Y 、Z 三种 物质 的浓 度变 化 量为 c(X) 0.2 mol 2 L 0.1 mol L 1 ， c(Y) 1.0 mol 0.7 mol 2 L 0.15 mol L 1 ，c(Z) 1.0 mol 0.9 mol 2 L 0.05 mol L 1 。根据 反应速 率之 比等 于化 学计 量数之 比， 可以 确 定 X 、 Y 、 Z 三种 物质 的化 学计 量数 分别 为 2、 3、1。 根据 图像 可以 确定 X 是 生成 物，Y 、Z
5、是 反 应物， 即可 以确 定化 学反 应方程 式为 3Y Z 2X 。再 根据 反 应速率 的概 念， 可求 出从 反应开 始至 2 min 时，Z 的反应 速率 为 v(Z) c(Z) /t 0.05 mol L 1 2 min 0.025 mol L 1 min 1 。 2 在 恒温 恒容 的容 器中 进 行反 应 N 2 (g) 3H 2 (g) 高温高 压 催化剂 2NH 3 (g) ，若氮 气浓 度 由 0.1 mol L 1 降到 0.06 mol L 1 需 2 s ，那么 由 0.06 mol L 1 降到 0.024 mol L 1 需要的 反 应时间 为 ( ) A 等于
6、 1.8 s B 等于 1.2 s C 大于 1.8 s D 小于 1.8 s 答案 C 解析 前 2 s 内 的反 应速率 为 v(N 2 ) 0.1 mol L 1 0.06 mol L 1 2 s 0.02 mol L 1 s 1 ， 若 反 应 速 率 不 变 ， t 0.06 mol L 1 0.024 mol L 1 0.02 mol L 1 s 1 1.8 s 。 因为 随着 反应 的 进行 ， 反 应速 率减 慢 ， 所 以t1.8 s 。 (1) “= ” 、“ ” 运 用不准 确。 (2) 计算速 率时 忽略 体积 ， 用物质 的量 变化 值除 以时 间。 (3) 单位运
7、算不 规范 ，如 把a mol/(L min) 表示为a mol/L min 或a mol/(Lmin) 。 题组二 化 学反 应速 率的 大小比 较 3 已 知反 应 4CO 2NO 2 N 2 4CO 2 在不 同条 件 下的化 学反 应速 率如 下 ， 其中表 示反 应 速率最 快的 是 ( ) A v(CO) 1.5 mol L 1 min 1B v(NO 2 ) 0.7 mol L 1 min 1C v(N 2 ) 0.4 mol L 1 min 1D v(CO 2 ) 1.1 mol L 1 min 1答案 C 解析 转化 为相 同的 物质 表示的 反应 速率 进行 比较 ，B 项
8、v(CO) 1.4 mol L 1 min 1 ，C 项 v(CO) 1.6 mol L 1 min 1 ，D 项v(CO) 1.1 mol L 1 min 1 ，C 项 速率 最快 。 4 对 于可 逆反 应 A(g) 3B(s) 2C(g) 2D(g) ， 在 不同条 件下 的化 学反 应速 率如下 ， 其中 表示的 反应 速率 最快 的是 ( ) A v(A) 0.5 mol L 1 min 1B v(B) 1.2 mol L 1 s 1C v(D) 0.4 mol L 1 min 1D v(C) 0.1 mol L 1 s 1答案 D 解析 本 题可 以采用 归一 法进行求 解， 可以
9、通 过方 程式的计 量数 将不同 物质 表示的反 应 速率折 算成 同一 物质 表示 的反应 速率 进行 比较 ，B 项中 的 B 物质 是固 体 ， 不 能表示 反应 速率；C 项中 对应 的 v(A) 0.2 mol L 1 min 1 ；D 项 中对应 的v(A) 3 mol L 1 min 1 。 化学 反应 速率 大小 的比 较方法 由于同 一化 学反 应的 反应 速 率用 不同 物质 表示 时数 值可能 不同 ， 所以 比较 反应 的快慢 不能 只 看数值 的大 小， 而要 进行 一定的 转化 。 (1) 看单位 是否 统一 ，若 不 统一， 换算 成相 同的 单位 。 (2) 换
10、算成 同一 物质 表示 的 速率， 再比 较数 值的 大小 。 (3) 比较化 学反 应速 率与 化 学计量 数的 比值 ， 即 对于 一般反 应aA bB=cC dD ， 比较 vA a 与 vB b ，若 vA a vB b ，则 A 表示的 反 应速率 比 B 的 大。 题组三 “ 三段 式 ” 模板 突破化 学反 应速 率的 计算 5NH 3 和 纯净 的 O 2 在 一 定条件 下发 生如 下反 应 ： 4NH 3 (g) 3O 2 (g) 2N 2 (g) 6H 2 O(g) 现向一 容积 不变 的 2 L 密 闭容器 中充 入 4 mol NH 3 和 3 mol O 2, 4
11、min 后， 测得 生成 的 H 2 O 占混合 气体 体积 的 40% ， 则下列 表示 此段 时间 内该 反应的 平均 速率 不正 确的 是( ) A v(N 2 ) 0.125 mol L 1 min 1B v(H 2 O) 0.375 mol L 1 min 1C v(O 2 ) 0.225 mol L 1 min 1D v(NH 3 ) 0.250 mol L 1 min 1答案 C 解析 设 4 min 时， 生 成 6x mol H 2 O(g) 4NH 3 (g) 3O 2 (g) 2N 2 (g) 6H 2 O(g) n( 总) 起始量mol 4 3 0 0 7 变化量mol
12、 4x 3x 2x 6x 4 min 量mol 44x 33x 2x 6x 7x 据题意 ，则 有： 6x 7x 0.4 解 得：x 0.5 则 4 min 内 H 2 O 的变 化浓 度为 c(H 2 O) 3 mol 2 L 1.5 mol L 1v(H 2 O) 1.5 mol L 1 4 min 0.375 mol L 1 min 1 ， 再由各物 质表 示的速 率之 比等于各 物质 的化学 计量 数之比， 可得 各物质 表示 的反应速 率 分别为 v(N 2 ) 0.125 mol L 1 min 1 ， v(NH 3 ) 0.250 mol L 1 min 1 ， v(O 2 )
13、0.187 5 mol L 1 min 1 。 对于较 为复 杂的 关于 反应 速率的 题目 ， 常 采用 以下 步骤和 模板 计算 ： (1) 写出有 关反 应的 化学 方 程式； (2) 找出各 物质 的起 始量 、 转化量 、某 时刻 量； (3) 根据已 知条 件列 方程 式 计算。 例如： 反应 mA nB pC 起始浓 度(mol L 1 ) a b c 转化浓 度(mol L 1 ) x nx mpx m某时刻 浓度(mol L 1 ) a x b nx mc px m考点二 影 响化 学反 应速 率的因 素 1内因( 主 要因 素) 反应物 本身 的性 质 。 2外因( 其 他
14、条 件不 变， 只改变 一个 条件) 3 理 论解 释 有 效碰 撞 理论 (1) 活化分 子 、 活化 能 、 有 效碰撞 活化 分子 ：能 够发 生有 效碰撞 的分 子 。 活化 能 ： 如图 图中：E 1 为 正 反应 的活 化 能 ，使 用催 化剂 时的 活化 能为 E 3 ，反 应热 为 E 1 E 2 。( 注 ：E 2 为逆反 应的 活化 能) 有效 碰撞 ：活 化分 子之 间能够 引发 化学 反应 的碰 撞 。 (2) 活化分子 、 有效 碰撞 与 反应速 率的 关系 深度思 考 1 有人 说压强 对化 学反应 速率的 影响是 通过改 变浓 度实现 的。这 种说法 是否 正确，
15、 对此你 如何理 解？ 答案 这 句话 是正确 的 。 但压强仅 对有 气体参 加的 反应起作 用 。 增大压 强 ， 所有参与 反 应的气 体的 浓度 均增 大 ， 如 2SO 2 (g) O 2 (g) 2SO 3 (g) 增大压 强 ，SO 2 、O 2 、SO 3 的浓 度 均增大， 正、 逆反应 速率 均增 大。 而增 大浓度 可只 增大反应 物或 生成物 的浓 度 ，若只 增 大反应 物的 浓度 ，v 正 瞬间 增大 ，v 逆 不变 。 压强 对无 气体参 与的 反应 无影 响 ， 但浓度 仍可 改变无 气体 参与 的反 应的 化学反 应速 率 。 2 按 要求 填空 (1) 形状
16、大 小相 同的 铁、 铝 分别与 等浓 度的 盐酸 反应 生成氢 气的 速率 ：铁_ 铝。 (2) 对于 Fe 2HCl=FeCl 2 H 2 ，改 变下 列条 件对 生成氢 气的 速率 有何 影响 ？( 填“ 增 大 ”、 “减小 ” 或 “ 不变 ”) 升高 温度 ：_ ； 增大 盐酸 浓度 ：_ ； 增大 铁的 质量 ：_ ； 增加 盐 酸 体积 ：_ ； 把铁 片改 成铁 粉：_ ； 滴入 几 滴 CuSO 4 溶 液：_ ； 加入 NaCl 固体：_ 。 (3) 若把(2) 中 的稀 盐酸 改成 “稀硝 酸 ” 或“ 浓硫 酸 ” 是否还 产 生 H 2 ，为 什么 ？ 答案 (1)
17、 小于 (2) 增大 增大 不变 不变 增大 增大 不变 (3) 不会产 生 H 2 ，Fe 和稀 硝酸反 应生 成 NO ； 常温 下 ，Fe 在浓硫酸 中钝 化 。 题组一 浓 度与 压强 对化 学反应 速率 的影响 1 对 反应 A B AB 来说， 常温 下按 以下 情况 进行反 应 ： 20 mL 溶液中含 A 、B 各 0.01 mol 50 mL 溶液中含 A 、B 各 0.05 mol 0.1 mol L 1 的 A 、B 溶液 各 10 mL 0.5 mol L 1 的 A 、B 溶液 各 50 mL 四者反 应速 率的 大小 关系 是 ( ) A B C D 答案 A 解析
18、 中c(A) c(B) 0.01 mol 0.02 L 0.5 mol L 1 ； 中c(A) c(B) 0.05 mol 0.05 L 1 mol L 1 ； 中c(A) c(B) 0.1 mol L 1 2 0.05 mol L 1 ； 中c(A) c(B) 0.5 mol L 1 2 0.25 mol L 1 ； 在其他条 件一 定的情 况下 ，浓度越 大， 反应速 率越 大，所以 反应 速率由 大到 小的顺序 为 。 2 一 定温 度下 ，反应 N 2 (g) O 2 (g) 2NO(g) 在密 闭容器 中进 行 ， 回答 下列 措施对 化学 反 应速率 的影 响 。( 填 “ 增大
19、”、“ 减小 ”或 “不变 ”) (1) 缩小体 积使 压强 增大 ：_ ； (2) 恒容充 入 N 2 ：_ ； (3) 恒容充 入 He ：_ ； (4) 恒压充 入 He ：_ 。 答案 (1) 增大 (2)增大 (3) 不变 (4)减小 气体反 应体 系中 充入 惰性 气体( 不 参与 反应) 时， 对反 应速率 的影 响 (1) 恒 容 ： 充入 “惰 性气 体 ” 总 压 增大 物 质浓度 不 变( 活化 分子 浓 度不 变) 反 应速 率不变 。 (2) 恒 压 ： 充入 “惰 性气 体 ” 体 积 增大 物 质浓度 减 小( 活化 分子 浓 度减 小) 反 应速 率减小 。 题
20、组二 外 界条 件对 反应 速率影 响的 综合 判断 3 硫 代硫 酸钠 溶液 与稀 硫 酸反应 的化 学方 程式 为 Na 2 S 2 O 3 H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 SO 2 S H 2 O ， 下列 各组 实验 中 最先出 现浑 浊的 是 ( ) 实验 反应温 度/ Na 2 S 2 O 3 溶液 稀 H 2 SO 4H 2 O V/mL c/mol L 1V/mL c/mol L 1V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 答案 D 解析 本
21、题考 查化学 反应 速率，意 在考 查学生 分析 外界条件 对化 学反应 速率 的影响。 结 合选项 知混 合液 的体 积都 为 20 mL ，但选项 D 中 反 应温度 最高 、反 应 物 Na 2 S 2 O 3 的浓 度 最大， 其反 应速 率最 大， 故最先 看到 浑浊( 有硫 单质 生成) 。 4 等质量的铁 与过量的 盐 酸在不同的实 验条件下 进 行反应 ，测得 在不同 时间(t) 内产生气体 体积(V) 的数 据如 图所 示 ， 根据图 示分 析实 验条 件 ， 下列说 法中 一定 不正 确的 是 ( ) 组别 对应曲 线 c(HCl)/mol L 1反应温 度 / 铁的状 态
22、 1 a 30 粉末状 2 b 30 粉末状 3 c 2.5 块状 4 d 2.5 30 块状 A 第 4 组实 验的 反应 速 率最慢 B 第 1 组实 验中 盐酸 的浓 度大 于 2.5 mol L 1 C 第 2 组实 验中 盐酸 的浓 度等 于 2.5 mol L 1D 第 3 组实 验的 反应 温 度低 于 30 答案 D 解析 由图 像可 知，1、2 、3、4 组 实验 产生 的氢 气 一样多 ，只 是反 应速 率有 快慢之 分 。 第 4 组 实验 ，反 应所 用时 间最长 ，故 反应 速率 最慢 ，A 正确 ； 第 1 组 实验 ， 反应所 用时 间最短 ， 故 反应 速率 最
23、快， 根据控 制变 量法 原则 知盐 酸浓度 应大 于 2.5 mol L 1 ， B 正 确； 第 2 组 实验 ， 铁 是粉 末状 ， 与 3、4 组 块状 铁相 区别 ， 根据 控制 变量 法原 则知 盐酸的 浓度 应等 于 2.5 mol L 1 ， C 正确； 由 3、 4 组实 验并 结合 图像知 第 3 组实 验中 反应 温度应 高于 30 ，D 错 误。 考点三 控 制变 量法 探究 影响化 学反 应速 率的 因素 影响化学 反应 速率的 因素 有多种 ， 在探 究相关 规律 时 ，需要 控制 其他条 件不 变 ，只改 变 某一个条 件 ， 探究这 一条 件对反应 速率 的影响
24、 。变 量探究实 验因 为能够 考查 学生对于图 表的观察 、分 析以及 处理 实验数据 归纳 得出合 理结 论的能力 ，因 而在这 几年 高考试题 中 有所考 查 。 解答 此类 题时 ， 要认 真审 题 ， 清楚 实验 目的 ， 弄清 要探 究的 外界 条件有 哪些 。 然后分析 题给 图表 ， 确定 一个变化 的量 ，弄清 在其 他几个量 不变 的情况 下 ， 这个变化 量 对实验结 果的 影响 ， 进而 总结出规 律 。 然后再 确定 另一个变 量 ， 重新进 行相 关分析 。 但 在分析 相关 数据 时 ， 要注 意题给 数据 的有 效性 。 1 某实 验小 组以 H 2 O 2 分
25、 解为例 ， 研究 浓度 、 催化 剂 、 溶液 酸碱 性对 反应 速 率的影 响 。 在常 温下按 照如 下方 案完 成实 验 。 实验 编号 反应物 催化剂 10 mL 2% H 2 O 2 溶液 无 10 mL 5% H 2 O 2 溶液 无 10 mL 5% H 2 O 2 溶液 1 mL 0.1 mol L 1FeCl 3 溶液 10 mL 5% H 2 O 2 溶 液 少 量 HCl 溶液 1 mL 0.1 mol L 1FeCl 3 溶液 10 mL 5% H 2 O 2 溶 液 少 量 NaOH 溶液 1 mL 0.1 mol L 1FeCl 3 溶液 (1) 催化剂 能加 快
26、化 学反 应 速率的 原因 是 _ 。 (2) 常温 下 5% H 2 O 2 溶 液的 pH 约为 6，H 2 O 2 的 电离 方 程式为 _ 。 (3) 实验 和 的目 的是 _ 。 实验时 由于 没有 观察 到明 显现象 而无 法得 出结 论 。 资料显 示 ， 通常 条件 下 H 2 O 2 稳定， 不 易 分解 。为 了达 到实 验目 的 ，你 对原 实验 方案 的改 进是 _ 。 (4) 实验 、 、 中， 测 得生成 氧气 的体 积随 时间 变化的 关系 如下 图 ： 分析上 图能 够得 出的 实验 结论是 _ 。 答案 (1) 降低 了活 化能 (2)H 2 O 2 H HO
27、 2(3) 探究浓度对反应速率的 影响 向 反 应 物 中加 入 等量 同 种 催 化 剂( 或 将 盛 有反应 物 的 试 管放入 同一 热水 浴中) (4) 碱性环 境能 增 大 H 2 O 2 分 解的速 率 ， 酸性 环境 能减 小 H 2 O 2 分解 的速 率 解析 (1) 加入 催化 剂 ， 能 降低反 应的 活化 能 ， 使 更 多的分 子成 为活 化分 子 ， 从而加 快化 学反应 速率 。 (2) 常温下 ，H 2 O 2 的 pH 约为 6，则 H 2 O 2 为 弱酸 ，其 电离方 程式 为 H 2 O 2 H HO 2 。 (3) 实验 、 中均 没有 使 用催化 剂
28、， 只是 增大 了 H 2 O 2 的 浓度 ，故 实验 、 的目的 是 探究浓 度对 化学 反应 速率 的影响 。 因实验过 程中 现象不 明显 ，可采用 升温 或使用 同种 催化剂的 方法 加快反 应速 率来达到 实 验目的 。 (4) 实验 、 、 中 H 2 O 2 的浓 度相 同， 并加 入相 同 量的同 种催 化剂 ，而 改变 的条件 是 中酸 性增 强 ， 中碱 性 增强 。 通 过相 同时 间内 产 生 O 2 的 快慢( ) 可 得出如 下结 论：溶 液的 碱性 增强 ，能 加快 H 2 O 2 的 分解 ，而 溶液 的酸性 增强 ，能 减 慢 H 2 O 2 的分 解 。
29、2 某 探究 小组用 HNO 3 与 大理石 反应 过程 中质 量减 小的方 法 ， 研究 影响 反应 速率的 因素 。 所用 HNO 3 浓 度为 1.00 mol L 1 、2.00 mol L 1 ，大理 石有细 颗粒 与粗 颗粒 两种 规格 ， 实 验温度 为 298 K 、308 K ，每次实 验 HNO 3 的 用量 为 25.0 mL ，大理石 用量 为 10.00 g。 (1) 请完成 以下 实验 设计 表 ， 并在 实验 目的 一栏 中填 出对应 的实 验编 号 ： 实验编 号 T/K 大理石 规格 HNO 3 浓度 /mol L 1实验目 的 298 粗颗粒 2.00 (
30、) 实验 和 探究 HNO 3 的 浓度对 该反 应速 率的 影响 ； ( ) 实验 和_ 探究 温 度对该 反应 速率 的影 响；( ) 实验 和_ 探 究大 理 石规格 ( 粗、细 ) 对该 反应 速 率 的影响 。 (2) 实验 中 CO 2 质 量随 时 间变化 的关 系见 下图 ： 依据反 应方 程式 1 2 CaCO 3 HNO 3 = 1 2 Ca(NO 3 ) 2 1 2 CO 2 1 2 H 2 O ， 计 算实 验 在 7090 s 范围 内 HNO 3 的反 应速 率( 忽略溶 液体 积变 化 ， 写出 计算过 程) 。 答案 (1) 实验编 号 T/K 大理石 规格 H
31、NO 3 浓度 /mol L 1实验目 的 298 粗颗粒 2.00 ( ) ( ) 298 粗颗粒 1.00 308 粗颗粒 2.00 298 细颗粒 2.00 (2) 反应时 间 70 90 s 范围内 ： m(CO 2 ) 0.95 g 0.84 g 0.11 g n(CO 2 ) 0.11 g 44 g mol 1 0.002 5 mol HNO 3 的 减少 量 ： n(HNO 3 ) 0.002 5 mol 1 2 0.005 0 mol HNO 3 的 反应 速率 ： v(HNO 3 ) n HNO 3 V t 0.005 0 mol 0.025 0 L 20 s1.0 10 2
32、mol L 1 s 1解析 (1) 实验 和实验 探究 HNO 3 的 浓 度 对 该 反应 速 率 的 影 响 ， 其 他 条 件应 相 同 而 HNO 3 的 浓度 不同 ， 故 实验 中 HNO 3 的 浓度 应为 1.00 mol L 1 。 实验 和 探 究温度 对 反应速 率的 影响 ， 除 了温 度不同 ， 其 余条 件要 保持 一致。 实验 和 探 究大 理石规 格(粗、 细) 对反 应速 率的 影响 ， 因 此要求 二者 大理 石的 规格 不同 ， 一 个用 粗颗 粒， 另 一个用 细颗 粒。 (2) 反应时 间 70 90 s 范围 内： m(CO 2 ) 0.95 g 0
33、.84 g 0.11 g n(CO 2 ) 0.11 g 44 g mol 1 0.002 5 mol HNO 3 的 减少 量： n(HNO 3 ) 0.002 5 mol 1 2 0.005 0 mol HNO 3 的 反应 速率 ： v(HNO 3 ) n HNO 3 V t 0.005 0 mol 0.025 0 L 20 s1.0 10 2mol L 1 s 1 。 1.常见 考查 形式 (1) 以表格 的形 式给 出多 组 实验数 据， 让学 生找 出每 组数据 的变 化对 反应 的影 响。 (2) 给出影 响化 学反 应的 几 种因素 ，让 学生 设计 实验 分析各 因素 对反
34、应的 影响 。 2 解 题策 略 (1) 确定变 量 解答这 类题 目时 首先 要认 真审题 ，理 清影 响实 验探 究结果 的因 素有 哪些 。 (2) 定多变 一 在探究时 ，应 该先确 定其 他的因素 不变 ，只变 化一 种因素， 看这 种因素 与探 究的问题 存 在怎样的 关系 ；这样 确定 一种以后 ，再 确定另 一种 ，通过分 析每 种因素 与所 探究问题 之 间的关 系， 得出 所有 影响 因素与 所探 究问 题之 间的 关系。 (3) 数据有 效 解答时 注意 选择 数据( 或设 置实验) 要有 效， 且变 量统 一，否 则无 法做 出正 确判 断。 探究高 考 明确 考向 安
35、徽高 考题 调研 (2013 安 徽理 综，28) 某 酸 性工业 废水 中含 有 K 2 Cr 2 O 7 。光照 下 ， 草酸(H 2 C 2 O 4 ) 能将其 中的 Cr 2 O 2 7 转化为 Cr 3 。某课题 组研究发现 ，少量 铁明矾Al 2 Fe(SO 4 ) 4 24H 2 O 即可 对 该反应 起催化 作用 。为 进一 步研 究有关 因素 对该 反应 速率 的影响 ，探 究如 下 ： (1) 在 25 下 ，控 制光 照 强度 、 废水 样品 初始 浓度 和催化 剂用 量相 同 ， 调节 不同的 初始 pH 和一 定浓 度草 酸溶 液用 量 ，做 对比 实验 ，完 成以
36、下实验 设计 表( 表 中不 要留 空格) 。 实验编 号 初始 pH 废水样 品 体积/mL 草酸溶 液 体积/mL 蒸馏水 体 积/mL 4 60 10 30 5 60 10 30 5 60 测得实 验 和 溶液 中 的 Cr 2 O 2 7 浓度 随时 间变 化关 系 如图所 示 。 (2) 上述反 应后 草酸 被氧 化 为_( 填化 学式) 。 (3) 实验 和 的 结 果 表 明_ ； 实验 中 0 t 1 时 间 段 反 应 速 率 v(Cr 3 ) _mol L 1 min 1 ( 用 代数式 表示) 。 (4) 该课题组对 铁明矾Al 2 Fe(SO 4 ) 4 24H 2 O
37、 中起催化作 用的成分提出如下假设 ，请你完成 假设二 和假 设三 ： 假设一 ：Fe 2 起催化作 用 ； 假设二 ：_ ； 假设三 ：_ ； (5) 请你设 计实 验验 证上 述 假设一 ，完 成下 表中 内容 。 除了上 述实 验提 供的 试剂 外 ， 可 供选 择的 药品 有 K 2 SO 4 、 FeSO 4 、 K 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O 、 Al 2 (SO 4 ) 3 等。 溶液 中 Cr 2 O 2 7 的浓度 可用 仪器 测定 实验方 案( 不 要求 写具 体操 作 过程) 预期实 验结 果和 结论 答案 (1) 实验编 号 初始 pH
38、废水样 品体 积/mL 草酸溶 液 体积/mL 蒸馏水 体积 /mL 20 20 (2)CO 2(3) 溶液 pH 对该 反应 的速 率有影 响 2c 0 c 1 t 1(4)Al 3 起催 化作 用 SO 2 4 起催化作 用 (5) 实验方 案( 不 要求 写具 体操 作过程) 预期实 验结 果和 结论 用等物 质的 量 的 K 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O 反应进 行相 同时 间后 ，若 溶液中 代替实 验 中的 铁明 矾， 控制其 他条 件 与实验 相 同， 进行 对比 实验 c(Cr 2 O 2 7 ) 大于实 验 中的c(Cr 2 O 2 7 ) ，
39、则假设 一成 立， 若两 溶液 中的 c(Cr 2 O 2 7 ) 相同， 则假 设一 不 成立 ( 本题属 于开 放性 试题 ，合 理答案 均可) 解析 首 先看 清实验 目的 ，确定条 件改 变的唯 一变 量，再根 据图 给信息 进行 综合分析 ； 对于实 验方 案的 设计 也主 要考虑 变量 的控 制。 (1) 要保证 其他 量不 变， 草 酸用量 为唯 一变 量， 必须 保证溶 液的 体积 为 100 mL ，所以加 入草酸 和水 的体 积之 和应为 40 mL ，两者的 具体 体 积没有 要求 ，只 需与 中 数据不 同即 可。(2) 此反 应中 铬的 化合 价由6 价 变为 3 价
40、， 化 合价降 低 ， 所 以碳 的化 合 价应升 高， 草酸中 碳的 化合 价为 3 价，反 应后 只能 变为 4 价，即 生 成 CO 2 。(3) 通过 图像可 以明 显看到 ， 实 验 的反 应速 率比实 验 的快 ， 故 pH 越 小， 反 应速 率越 快， 说 明 溶液 pH 对 该反应 的速 率有 影响 ； 在 0 t 1 时间 段 ，Cr 2 O 2 7 的浓度 改变了(c 0 c 1 ) mol L 1 ， 其反应 速 率为(c 0 c 1 )/t 1mol L 1 min 1 ，所 以v(Cr 3 ) 2(c 0 c 1 )/t 1mol L 1 min 1 。(4) 铁明
41、矾中 除 结晶水 外， 共有 三种 离子 ，均可 能起 催化 作用 ，除 Fe 2 外，还有 Al 3 和 SO 2 4 。(5) 要想 验 证 假 设 一 正 确 ， 必 须 确 定 Al 3 和 SO 2 4 不 起 催 化 作 用 ， 所 以 可 选 择 K 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O ， 为了确 保 Al 3 和 SO 2 4的浓 度与原 来的 相同 ，所 以取 和铁明 矾 相同物 质的 量 的 K 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O 。 各省市 高考 题调 研 1(2013 福建 理综，12)NaHSO 3 溶液 在不 同温 度
42、下 均 可被过 量 KIO 3 氧化， 当 NaHSO 3 完全 消耗即 有 I 2 析出 ， 依据 I 2 析出所 需时 间可 以求 得 NaHSO 3 的反 应速 率 。 将浓 度 均为 0.020 mol L 1 的 NaHSO 3 溶液( 含少量 淀粉)10.0 mL 、KIO 3 ( 过量) 酸 性溶 液 40.0 mL 混合 ， 记录 10 55 间溶 液变 蓝时 间 ，55 时未 观察 到溶 液变 蓝 ， 实 验结 果如 下图 。 据 图分析 ， 下 列判断 不正 确的 是 ( ) A 40 之前 与 40 之后 溶液变 蓝的 时间 随温 度的 变化趋 势相 反 B 图中 b 、
43、c 两点 对应 的 NaHSO 3 反应 速率 相等 C 图中 a 点 对应 的 NaHSO 3 反应 速率 为 5.0 10 5mol L 1 s 1D 温度 高于 40 时， 淀 粉不宜 用作 该实 验的 指示 剂 答案 B 解析 应 读懂 题干， 当溶 液变蓝时 亚硫 酸氢钠 恰好 完全反应 ，然 后根据 选项 逐一进行 分 析。 A 由 图像 可知 ， 40 之前 温度越 高溶 液变 蓝所 需要 的时间 越短 ； 40 之后 温 度越高 溶液 变蓝所 需要 的时 间越 长， 其变化 趋势 相反 。B 项 b 、c 两点 的温 度不 同， 所 以反 应速率 不 相等。 C 项 当溶 液变 蓝时 发 生反应 IO 3 5I 6H =3I 2 3H 2 O ， 此时 反应 6HSO 3 2IO 3 =6SO 2 4 2I 6H 恰 好 结 束 ， 即 溶 液 变 蓝 时 NaHSO 3 恰 好 完 全 反 应 ，v(NaHSO 3 ) 0.020 mol L 1 10.
