“碘钟”实验中,3I-+S2O82-===I3-+2SO42-的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组
题型:不详难度:来源:
“碘钟”实验中,3I-+S2O82-===I3-+2SO42-的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃下进行实验,得到 的数据如下表:
实验编号
| ①
| ②
| ③
| ④
| ⑤
| c(I-)/mol·L-1
| 0.040
| 0.080
| 0.080
| 0.160
| 0.120
| c(S2O82-)/mol·L-1
| 0.040
| 0.040
| 0.080
| 0.020
| 0.040
| t/s
| 88.0
| 44.0
| 22.0
| 44.0
| t1
| 回答下列问题: (1)该实验的目的是_____________________________________________________________。 (2)显色时间t1=________。 (3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为________(填字母)。 A.<22.0 s B.22.0~44.0 s C.>44.0 s D.数据不足,无法判断 (4)通过分析比较上表数据,得到的结论是____________________________________ ________________________________________________________________________。 |
答案
(1)研究化学反应速率和反应物浓度的关系 (2)29.3 (3) A (每空2分) (4)化学反应速率与反应物浓度的乘积成正比 |
解析
试题分析:(1)根据表中数据可分析出c(I-)、c(S2O32-)浓度越大,反应速率越快,显蓝色所需时间越少,故实验目的应是研究反应物I-与S2O82-的浓度对反应速率的影响,即该实验的目的研究化学反应速率和反应物浓度的关系。 (2)对比数据组①和②,可以看到,c(S2O82-)不变,c(I-)增大到2倍时,反应时间缩短了一半,即反应速率加快了一倍;对比数据组②和③,可以看到,c(I-)不变,c(S2O82-)增大到2倍时,反应时间缩短了一半,即反应速率也加快了一倍;对比数据组③和④,可以看到,c(S2O82-)增大到2倍时,c(I-)变为1/4倍时,反应时间增大了一倍,即反应速率减慢了一倍;对比数据组对比数据组①和③,可以看到,c(I-)和c(S2O82-)均增大到2倍时,反应时间为原反应时间的1/4,即反应速率加快了4倍。可见两个反应物的浓度和反应速率之间的数学关系是:反应物浓度每增加一倍,反应时间就减少一倍,对于两个反应物来说都是如此,因此可得出结论:反应速率与反应物起始浓度乘积成正比。对比实验①和⑤,实验⑤的c(I-)为实验①的3倍,而c(S2O82-)保持不变,则由此可计算实验⑤的反应时间应为实验①反应时间的1/3,即t1=88s×1/3=29.3s。 (3)升高温度反应速率加快,所以显蓝色所需时间减少,40℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为<22.0s,即答案选A。 (4)根据以上分析比较可得到的结论是化学反应速率与反应物浓度的乘积成正比。 点评:该题综合性强,难点较大,对学生的要求高。本题通过陌生情景考查化学反应速、影响化学反应速率的外界因素(浓度)、学生对图表的观察、分析以及学生对实验数据的分析、整理、归纳等方面的思维能力,难度较大。解决该类试题应注意:①认真审题,明确实验目的,理解直接测量与实验目的间的逻辑和数学关系;②理解控制变量的思想在实验设计和数据分析中的运用。 |
举一反三
草酸作为一种重要的化工原料,某学习小组的同学拟以甘蔗渣为原料用水解一氧化一水解技术制取草酸。
Ⅰ、步骤④是减压抽滤(见下图),其优点是:__________________________________________, 当抽滤完毕或中途停止抽滤时,为了防止自来水倒吸入B装置,最佳的操作是___________。
Ⅱ、该小组同学为了确定产品H2C2O4·xH2O中的的x值,进行下列实验: ①取w g产品配成100mL水溶液; ②量取25.00mL草酸溶液置于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4后,用浓度为c mol·L-1KMnO4溶液滴定。 请回答下列问题: (1)实验①中,需要用到的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯、胶头滴管和___________。 (2)写出草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式:_____________________________。 (3)若滴定时,前后两次读数分别为a mL和b mL,由此计算出该草酸晶体的x值是__________ Ⅲ、该小组同学在做实验Ⅱ②时发现向草酸溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液时,溶液褪色总是先慢后快,即反应速率由小变大。为此,他们设计了实验进行探究: 【实验用品】 仪器:试管(若干个并编号①,②,③…)、胶头滴管(若干支)、秒表 试剂:0.1 mol/L H2C2O4溶液、0.1 mol/L KMnO4溶液、稀硫酸、MnSO4固体 【实验内容】 实验(1):在①号和②号试管中分别先加入5m1 0.1mol/L H2C2O4溶液,然后各加10滴稀硫酸,且在②号试管中加入少量硫酸锰固体。再在两支试管中各加入5滴0.1mol/LKMnO4溶液。现象如下(表1)
编号
| ①号试管
| ②号试管
| 褪色时间
| 90s
| 5 s
| 实验现象
| 均有气泡产生;②号试管的溶液褪色比①号试管的溶液快,它们颜色变化如下:紫红色→红色→橙红色→橙色→黄色→无色。
| 实验(2):在①号和②号试管中分别加入5m1 0.1mol/L H2C2O4溶液,在②号试管中再滴加l0滴稀硫酸,然后在两支试管中各加入5滴0.1 mol/L 的高锰酸钾溶液。现象如下(表2)
编号
| ①号试管
| ②号试管
| 褪色时间
| 100 s
| 90 s
| 实验现象
| 均有气泡产生;②号试管的溶液褪色比①号试管的溶液快,它们颜色变化如下:紫红色→红色→橙红色→橙色→黄色→无色。
| 实验(3):在①号、②号和③号试管中分别加入5m1 0.1mol/L H2C2O4溶液,然后在①、②、③号试管中依次加入10滴、l mL、2 mL稀硫酸溶液,然后各加入5滴0.1 mol/L的高锰酸钾溶液,然后置于温度为65℃的水浴中加热。观察现象如下(表3)。
编号
| ①号试管
| ②号试管
| ③号试管
| 褪色时间
| 88 s
| 100 s
| 120 s
| 实验现象
| 均有气泡产生;①号试管的溶液褪色比②、③号试管的溶液快,它们颜色变化如下:紫红色→红色→橙红色→橙色→黄色→无色。
| (1)设计实验(1)对应的假设是_________________________________________________。 实验(1)得出的结论是____________________________________________________。 (2)由实验(2)和实验(3)得出的结论是_________________________________________m___。 |
某恒温密闭容器发生可逆反应Z(?)+W(?)X(g)+Y(?) ΔH>0 ,在t1时刻反应达到平衡,在t2时刻缩小容器体积,t3时刻再次达到平衡状态后未再改变条件。下列有关说法中不正确的是( )
A.Z和W在该条件下一定不为气态 | B.t1~t2时间段与t3时刻后,两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量不可能相等 | C.若在该温度下此反应平衡常数表达式为K=C(X),则t1~t2时间段与t3时刻后的X浓度相等 | D.该反应的平衡常数K随温度升高而增大 |
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反应C (s) + H2O (g) CO(g) + H2 (g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 ( ) A.增加C的物质的量 | B.将容器的体积缩小一半 | C.升高反应的温度 | D.保持压强不变充入N2使容器体积变大 |
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在一个密闭容器中进行的可逆反应C(s)+ O2(g)CO2 (g),下列说法中错误的是A.将碳块粉碎成粉末加快化学反应速率 | B.增大氧气的量加快化学反应速率 | C.增大压强加快化学反应速率 | D.增加碳的量加快化学反应速率 |
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