有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的科學(xué)探究問題

1、有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的科學(xué)探究問題1. 地下水屮硝酸鹽造成的氮污染已成為一個(gè)世界性的環(huán)境問題。文獻(xiàn)報(bào)道某課題組模擬地下水脫氮過程, 利川fe粉和kno3溶液反應(yīng)，探究脫氮原理及相關(guān)因素對(duì)脫氮速率的影響。實(shí)驗(yàn)前:先pjo.l mol-l"1 h2so4洗滌fe粉，其目的是,然后川蒸憎水洗滌至中性;將kno3溶液的ph調(diào)至2.5；為防止空氣中的o2対脫氮的影響，應(yīng)向kno3 溶液中通入(寫化學(xué)式)。72溶液中的no?濃度對(duì)用離子色譜儀測(cè)定)(2) 下圖表示足量fe粉述原上述knos溶液過程中，測(cè)出的溶液中相關(guān)離子濃度、ph隨時(shí)間的變化關(guān) 系(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去)。請(qǐng)根據(jù)圖中信息寫出門時(shí)刻

2、前該反應(yīng)的離子方程式：r.吋刻后，該反應(yīng)仍在進(jìn)行，溶液中nh；的濃度在增人，fe?+的 濃度卻沒有增大，可能的原兇是o(3) 該課題組對(duì)影響脫氮速率的因索提出了如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假 設(shè)二和假設(shè)三：假設(shè)一:溶液的ph；假設(shè)二：:假設(shè)三：: 請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一，寫出實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論。(已知: 實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論:t/min2. 在溶液屮，反應(yīng)a+2b分別在三種不同實(shí)驗(yàn)條 件下進(jìn)行，它們的起始濃度均為c(a)=0.100 mol-l_c(b) =0.200 mol-l-1及c(c)=0 mol-l s反應(yīng)物a的濃度隨時(shí) 間的變化如圖所示。請(qǐng)冋答f列問題：(1) 與比鮫，和分別僅改變一種反應(yīng)條件。所

3、改 變的條件和判斷的理由是： ；實(shí)驗(yàn)平衡吋c的濃度為(2) 實(shí)驗(yàn)平衡吋b的轉(zhuǎn)化率為該反應(yīng)的0,其判斷理由是(4) 該反應(yīng)進(jìn)行到4.() min時(shí)的平均反應(yīng)速率：實(shí)驗(yàn)：v(b)=；實(shí)驗(yàn)：v(c)=o3. 大約有85%的化學(xué)反應(yīng)需要催化劑，催化劑的研究是21世紀(jì)化學(xué)研究的重要課題之一。i某中學(xué)化學(xué)小組杏閱資料發(fā)現(xiàn)金屬氧化物a也能催化氯酸鉀的分解，且a和二氧化猛的最佳催 化溫度均在500 °c左右。于是對(duì)a和二氧化鎰的催化性能進(jìn)行了定暈對(duì)照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)均以集滿500 ml 氧氣為準(zhǔn)(其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均可忽略)。川mno?作催化劑：實(shí)驗(yàn)序號(hào)kc1o3的質(zhì)量/gmno2的質(zhì)量/g反應(yīng)溫度

4、/°c待測(cè)數(shù)據(jù)18.02.050028.02.0500用a作催化劑:實(shí)驗(yàn)序號(hào)kc1o?的質(zhì)量/ga的質(zhì)量/g反應(yīng)溫度/°c待測(cè)數(shù)據(jù)1&02.050028.02.0500請(qǐng)回答以下問題：上述實(shí)驗(yàn)中的待測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)是:完成此研究后，他們準(zhǔn)備發(fā)表一篇研究報(bào)告，請(qǐng)你替他們擬一個(gè)報(bào)告的題口： oii.已知下列化學(xué)反應(yīng)：5h2o2+2kmno4+3h2so4=k2so4+5o2t+2mnso4+8h2oo 某化學(xué)研究 性學(xué)習(xí)小組在做此實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：在敞口容器中，當(dāng)h2o2與酸化的kmno4溶液混合時(shí)，開始放出氧氣的速 率很慢，一段時(shí)間后產(chǎn)牛氧氣的速率很快，經(jīng)過測(cè)定發(fā)現(xiàn)溶液溫度變化不大

5、，學(xué)牛百思不得其解，向老師 詢問，老師認(rèn)為影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素有濃度、溫度、壓強(qiáng)和催化劑，現(xiàn)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物 的濃度在逐漸降低，敞口容器的壓強(qiáng)不受影響，反應(yīng)的溫度變化不大，則可能的影響因素是催化劑。在老 師的提示下學(xué)生又做了三個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)如下：空口實(shí)驗(yàn)；(2)起始時(shí)加入少量k2so4固體；(3) 起始時(shí)加入少量mnso4固體；(4)起始時(shí)加入少量水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)起始反應(yīng)速率差不多，(4)的起始反應(yīng)速率比慢，(3)的起始反應(yīng)速率很快。請(qǐng) 解釋實(shí)驗(yàn)(ii)中反應(yīng)速率變化的原i大i是04. 甲、乙兩研究小組決定用實(shí)驗(yàn)探究的方法證明化學(xué)反應(yīng)具有一定的限度，在一定條件下會(huì)達(dá)到“平衡狀 態(tài)”。1

6、甲組：取5ml0.1 mol-l ki溶液于試管中，滴加ol l_,fecl3溶液2 ml,發(fā)牛如下反應(yīng)： 2fe3+2r=2fe2+ + i2o為證明該反應(yīng)具有可逆性且達(dá)到一定限度，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)： 取少量反應(yīng)液，滴加agnos溶液，發(fā)現(xiàn)有少量黃色(a0)沉淀，證明反應(yīng)物沒有反應(yīng)完全； 再取少量反應(yīng)液，加入少量ccb振蕩，發(fā)現(xiàn)ccb層顯淺紫色，證明萃取到【2,即有【2生成。 結(jié)合的結(jié)論，他們得出該反應(yīng)具有一定的可逆性，在一定條件下會(huì)達(dá)到反應(yīng)限度。請(qǐng)回答卞列問題：(1) 老師指出他們上述實(shí)驗(yàn)屮不合理，請(qǐng)說(shuō)明原因并提出改進(jìn)的方法是o(2) 有人認(rèn)為步驟適合檢驗(yàn)生成【2較多的情況下，還有一種簡(jiǎn)

7、便方法可以靈敏地檢驗(yàn)是否生成了 12,這種方法是o11乙纟ir4mll mol l_,cacl2溶液于試管中，發(fā)現(xiàn)滴入1 molltnazsoq溶液6 ml后己經(jīng)觀察 不到有沉淀牛成了，發(fā)牛的反應(yīng)是：cacl2+na2so4=caso4i + 2naclo請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，確證上 述反應(yīng)具有可逆性和反應(yīng)限度，簡(jiǎn)要列出實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論。參考答案：1. (1)除去鐵粉表血的氧化物等朵質(zhì)，n2。(2) 4fc+10h+no=4fc2+ + nh； + 3h2o,牛成的 fc?+水解(或和溶液中 oh一的結(jié)合)。(3) 溫度；鐵粉顆粒人小。(4) 實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論： 分別取等體積、等濃度的kno3溶液

8、于不同的試管中； 調(diào)節(jié)溶液呈酸性口 ph各不相同，并通入氮?dú)猓?分別向上述溶液中加入足量等質(zhì)量的同種鐵粉； 用離子色譜儀測(cè)定相同反應(yīng)時(shí)間時(shí)各溶液中nog的濃度。若ph不同的kno3溶液屮，測(cè)出的nch 濃度不同，表明ph對(duì)脫氮速率有影響，否則無(wú)影響。(木題屬于開放性試題，合理答案均可)2. (1)加催化劑；達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，平衡時(shí)a的濃度未變 溫度升高；達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，平 衡吋a的濃度減小。(2) 40%(或 0.4)； 0.060 mol/lo(3) ；刃詢溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。(4) 0.014 mol.(l min)t ； 0.009 mol-(l min)_1o3. i 相同條件下集滿500 ml氧氣所用的時(shí)間 不同催化劑的催化效果對(duì)照研究。ii .反應(yīng)生成的mnso4對(duì)此反應(yīng)起催化作用，故反應(yīng)速率先慢后快。41.(1)該反應(yīng)中ki過量，故不能直接檢驗(yàn)是否存在取少量溶液