Question

影響化學反應速率的因素有很多，某課外興趣小組用圖1所示裝置研究化學反應速率的有關問題。
（1）取一段鎂條，用砂紙擦去表面的氧化膜，使足量的鎂條浸入錐形瓶內的稀鹽酸中，足量的鎂條與一定量稀鹽酸反應生成H₂的量和反應時間的關系曲線如圖2所示。

①請在上面的方框中畫出上述反應的化學反應速率與時間的定性關系曲線。
②已知鎂與鹽酸的反應是放熱反應，從該反應事實和圖2所示曲線中你得到的結論是__________。
（2）取兩個圖1所示的裝置，分別量取10.00mL 1mol?L^-1鹽酸和醋酸溶液加入兩個錐形瓶中，同時將銅絲向下移動，使足量鎂條浸入酸中（銅絲不與酸接觸），至反應完全結束后，恢復到室溫。觀察到反應過程中產生H₂的快慢不同，但量筒中水的體積均為VmL。
①操作過程中不讓銅絲與酸接觸的理由是_________________；
②你認為上述反應速率不相等的原因是______________________。
（3）用鋁分別與H⁺濃度相同的稀鹽酸和稀硫酸反應時，實驗現象明顯不同：鋁與稀鹽酸反應，產生氣泡較快；鋁與稀硫酸反應，產生氣泡較慢。從反應本質看，兩者的實驗現象應該相同。在不考慮溫度變化、藥品純度等的情況下，請你對上述實驗現象提出假設，并設計一簡單的實驗來驗證你的假設。
①你的假設是__________________________；
②實驗操作和現象：______________________。

Answer 1

（1）①如圖3

②在前4min內，溫度對反應速率的影響大于濃度對反應速率的影響
（2）①防止形成原電池而干擾實驗現象的觀察
②酸的濃度相同，但溶液中c（H⁺）不同，因此反應速率不相等
（3）①硫酸根離子對鋁與H⁺的反應有抑制作用（或氯離子能促進金屬鋁跟H⁺的反應）
②在鋁與鹽酸反應的溶液中加入Na₂SO₄固體，觀察到產生氣泡變慢（或在鋁與稀硫酸反應的溶液中加入NaCl固體，觀察到產生氣泡變快）（其他答案合理均可）

【試題分析】

（1）外界條件對化學反應速率的影響主要是指：濃度、溫度、壓強和催化劑。當反應開始時，鹽酸中H⁺的濃度最大，反應速率逐漸加快，隨著鹽酸中H⁺濃度的逐漸減少，反應速率也就慢慢減小。由于鎂與鹽酸的反應是放熱反應，從圖2中可以看出在前4min內，溫度對化學反應速率的影響大于濃度對化學反應速率的影響。

（2）除了外界條件對化學反應速率的影響外，反應物本身的性質對化學反應速率也起決定作用。如本探究中的鹽酸與醋酸，前者為強酸，完全電離，溶液中H⁺濃度大，后者為弱酸，部分電離，溶液中H⁺濃度小，故前者反應速率快而后者慢。用鋁分別與H⁺濃度相同的稀鹽酸和稀硫酸反應時，實驗現象明顯不同的原因可能是酸根離子的不同而引起化學反應速率的不同。