Question

影響化學反應速率的因素很多，某課外興趣小組用實驗的方法通過圖1所示裝置研究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，使鎂條浸入錐形瓶內(nèi)足量的稀鹽酸中．足量鎂條與一定量鹽酸反應生成H₂的量與反應時間的關系曲線如圖2所示．
①請在圖3 的方框中畫出上述反應的速率與時間的關系曲線．并標出縱坐標的刻度值
②在前4min內(nèi)，鎂條與鹽酸的反應速率逐漸加快，在4min之后，反應速率逐漸減慢，請簡述其原因：

鎂和鹽酸反應是放熱反應，隨著反應體系溫度升高，反應速率增大；4min后由于溶液中H⁺濃度降低，所以導致反應速率減小

（2）某同學發(fā)現(xiàn)，純度、質(zhì)量、表面積都相同的兩鋁片與H⁺濃度相同的鹽酸和硫酸在同溫同壓下反應時產(chǎn)生氫氣的速率差別很大，鋁和鹽酸反應速率更快．他決定對其原因進行探究．填寫下列空白：
①該同學認為：由于預先控制了反應的其他條件，那么，兩次實驗時反應的速率不一樣的原因，只有以下五種可能：
原因Ⅰ：Cl^-對反應具有促進作用，而SO₄^2-對反應沒有影響；
原因Ⅱ：

Cl^-對反應沒有影響，而SO₄^2-對反應具有阻礙作用

；
原因Ⅲ：Cl^-對反應具有促進作用，而SO₄^2-對反應具有阻礙作用；
原因Ⅳ：Cl^-、SO₄^2-均對反應具有促進作用，但Cl^-影響更大；
原因Ⅴ：

Cl^-、SO₄^2-均對反應具有阻礙作用，但Cl^-影響更小（或SO₄^2-影響更大）

．
②該同學設計并進行了兩組實驗，即得出了正確結(jié)論．他取了兩片等質(zhì)量、外形和組成相同、表面經(jīng)過砂紙充分打磨的鋁片，分別放入到盛有同體積、c（H⁺）相同的稀硫酸和鹽酸的試管（兩試管的規(guī)格相同）中：
a．在盛有硫酸的試管中加入少量NaCl或KCl固體，觀察反應速率是否變化；
b．在盛有鹽酸的試管中加入少量Na₂SO₄或K₂SO₄固體，觀察反應速率是否變化．若觀察到實驗a中

反應速率加快

，實驗b中

反應速率減慢

，則說明原因Ⅲ是正確的．依此類推．該同學通過分析實驗現(xiàn)象，得出了結(jié)論：Cl^-對反應具有加速作用．

Answer 1

分析：（1）①先根據(jù)圖2找出2、4、6min時刻時的氫氣體積的變化量，再找出2、4、6min時刻時的速率與時間的關系，然后用平滑曲線描繪圖象．
②根據(jù)該反應的反應熱及溶液中氫離子的濃度判斷．
（2）①原因Ⅱ：先確定Cl^-對反應沒有影響再猜測硫酸根離子的作用；
原因Ⅴ：根據(jù)原因Ⅳ提出與原因Ⅳ相反的觀點；
②根據(jù)a、b對比實驗中的現(xiàn)象判斷原因Ⅲ；

解答：解：（1）①2、4、6min時刻時氫氣體積的分別為10 mL、20mL、36mL，其平均反應速率分別為5 mL/min、7.5mL/min、
6mL/min，然后標出速率與時間圖象，故答案為：

②該反應是放熱反應，隨著反應的進行，放出的熱量越多，溶液的溫度越高，反應速率越大；隨著反應的進行，溶液中氫離子的濃度逐漸減小，濃度越小，反應速率越�。�
故答案為：鎂和鹽酸反應是放熱反應，隨著反應體系溫度升高，反應速率增大；4min后由于溶液中H⁺濃度降低，所以導致反應速率減�。�
（2）①根據(jù)原因Ⅰ結(jié)合題意，提出與原因Ⅰ相反的觀點，故答案為：Cl^-對反應沒有影響，而SO₄^2-對反應具有阻礙作用；
根據(jù)原因Ⅳ結(jié)合題意，提出與原因Ⅳ相反的觀點，故答案為：Cl^-、SO₄^2-均對反應具有阻礙作用，但Cl^-影響更小（或SO₄^2-影響更大）．
②a中原來時快有硫酸根離子，后加入氯離子，如果氯離子有促進作用，那么反應速率就比未加時快，以此證明原因Ⅲ是正確的．
b中中原來時快有氯離子，后加入硫酸根離子，如果硫酸根離子有阻礙作用，那么反應速率比未加時慢，以此說明因Ⅲ是正確的．
故答案為：反應速率加快；   反應速率減慢．

點評：影響化學反應速率的外界條件除溫度、濃度、壓強、催化劑外，還有很多因素可以改變反應速率．如光輻射、超聲波、電弧、激光、強磁場、高速研磨、反應物顆粒大小、擴散速率、溶劑等．總之，向反應體系中輸入能量，都有可能改變反應速率．外界條件只是影響反應速率，決定化學反應速率的是物質(zhì)本身的性質(zhì)．