Question

影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。

⑴取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H2的量与反应时间的关系曲线如图2所示。

①请在图3的方框中画出上述反应的速率与时间的关系曲线。

②在前4min内，镁条与盐酸的反应速率逐渐加快，在4min之后，反应速率逐渐减慢，请简述其原_____________________________。

（2）某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H+浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大，铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白：

①该同学认为：由于预先控制了反应的其他条件，那么，两次实验时反应的速率不一样的原因，只有以下五种可能：

原因Ⅰ：Cl^－对反应具有促进作用，而SO^2－ 4对反应没有影响；

原因Ⅱ：Cl^－对反应没有影响，而SO^2－ 4对反应具有阻碍作用；

原因Ⅲ：­­­­­­­­­­­­­______________________________；

原因Ⅳ：Cl^－、SO^2－ 4均对反应具有促进作用，但Cl^－影响更大；

原因Ⅴ：_____________________________。

②该同学设计并进行了两组实验，即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入到盛有同体积、c(H⁺)相同的稀硫酸和盐酸的试管（两试管的规格相同）中：

a．在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体，观察反应速率是否变化；

b．在盛有盐酸的试管中加入少量Na₂SO₄或K₂SO₄固体，观察反应速率是否变化。

若观察到实验a中_____________，实验b中_________________，则说明原因Ⅰ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象，得出了结论：Cl^－对反应具有加速作用。

Answer

(1)①

图中要标明2、4、6min时刻时的速率及要画出速率走向弧线；②镁和盐酸反应是放热反应，随着反应体系温度升高，反应速率增大；4min后由于溶液中H+浓度降低，所以导致反应速率减小；⑵(Ⅲ、Ⅴ可互换)①原因Ⅲ：Cl－对反应具有促进作用，而SO2－ 4对反应具有阻碍作用；原因Ⅴ：Cl－、SO2－ 4均对反应具有阻碍作用，但Cl－影响更小(或SO2－ 4影响更大)；②反应速率加快；反应速率不变。

【解析】

试题分析：（1）①2min内反应速率为10/2mL·min－1=5ml·min－1，4min时，反应速率最大，即反应速率是30/4ml·min－1=7.5ml·min－1，6min内反应速率36/6ml·min－1=6ml·min－1，图像是： ；

②镁和盐酸反应是放热反应，4min内，虽然反应物浓度降低，但温度起主导作用，因此反应速率加快，4min后，随着反应的进行H＋浓度降低，浓度起主导作用；（2）①原因Ⅲ：Cl－对反应具有促进作用，而SO2－ 4对反应具有阻碍作用；原因Ⅴ：Cl－、SO2－ 4均对反应具有阻碍作用，但Cl－影响更小(或SO2－ 4影响更大)；②根据原因I，实验a是反应速率加快；实验b反应速率不变。

考点：考查化学反应速率的计算、实验方案设计的评价等知识。