Question

4．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多，某課外興趣小組用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行探究．
實(shí)驗(yàn)一：甲同學(xué)利用Al、Fe、Mg和2mol/L的稀硫酸，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案研究影響反應(yīng)速率的因素．
研究的實(shí)驗(yàn)報(bào)告如下表：

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象	結(jié)論
①分別取等體積的2mol/L的硫酸于試管中；②分別投入大小、形狀相同的Al、Fe、Mg	反應(yīng)快慢：Mg＞Al＞Fe	反應(yīng)物的性質(zhì)越活潑，反應(yīng)速率越快

（1）該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄糠磻?yīng)物本身的性質(zhì)對反應(yīng)速率的影響；
要得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，還需控制的實(shí)驗(yàn)條件是溫度相同．
（2）乙同學(xué)為了更精確地研究濃度對反應(yīng)速率的影響，利用如圖裝置同溫下進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)，用大小形狀相同的Fe分別和0.5mol/L及2mol/L的足量稀H₂SO₄反應(yīng)，通過測定和比較同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體積可以說明濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響．
實(shí)驗(yàn)二：同素異形體相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率較慢，有時(shí)還很不完全，測定反應(yīng)熱很困難．現(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的“不管化學(xué)過程是一步完成或分幾步完成，這個(gè)總過程的熱效應(yīng)是相同的”觀點(diǎn)來計(jì)算反應(yīng)熱．已知：
P₄（s，白磷）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H₁=-2983.2kJ•mol^-1①
P（s，紅磷）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H₂=-738.5kJ•mol^-1②
則白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式為P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2kJ•mol^-1．                       相同狀況下，能量狀態(tài)較低的是紅磷；白磷的穩(wěn)定性比紅磷低（填“高”或“低”）．）

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)一：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，硫酸的濃度相同，不同金屬的規(guī)格相同，說明實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄糠磻?yīng)物本身對反應(yīng)速率的影響；影響反應(yīng)速率的還有溫度，所以應(yīng)該使反應(yīng)溫度相同；
（2）根據(jù)圖示裝置及選取的試劑可知，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^測定反應(yīng)生成氫氣快慢進(jìn)行判斷濃度對反應(yīng)速率的影響；
實(shí)驗(yàn)二：利用蓋斯定律可以解答，從待求反應(yīng)出發(fā)，分析待求反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物在已知反應(yīng)中的位置，通過相互加減可得，物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定．

解答 解：實(shí)驗(yàn)一：（1）根據(jù)表中的信息得出該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯糠磻?yīng)物本身的性質(zhì)對反應(yīng)速率的關(guān)系對反應(yīng)速率的影響；溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響較大，故根據(jù)控制變量法，要得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，還需控制的實(shí)驗(yàn)條件是保持溫度相同，
故答案為：探究反應(yīng)物本身的性質(zhì)對反應(yīng)速率的影響，溫度相同；
（2）根據(jù)裝置圖可知，該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^測量生成氣體的量來研究濃度對反應(yīng)速率的影響，用大小形狀相同的Fe分別和0.5mol/L 及2mol/L的足量稀硫酸反應(yīng)，通過測定和比較同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體積，可以說明濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，
故答案為：測定和比較同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體；
實(shí)驗(yàn)二：已知：P₄（s，白磷）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2983.2kJ•mol^-1�、�，
P（s，紅磷）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ•mol^-1　②，
據(jù)蓋斯定律，①-②×4可得：P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2 kJ•mol^-1，說明這是一個(gè)放熱反應(yīng)，所以相同狀況下，白磷比紅磷能量高，因?yàn)槟芰吭降驮椒�(wěn)定，所以紅磷比白磷穩(wěn)定，
故答案為：P₄（s，白磷）═4P（s，紅磷）△H=-29.2 kJ•mol^-1； 紅磷； 低．

點(diǎn)評 本題探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，注意控制變量，外界條件有溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等，外界條件只是影響反應(yīng)速率，決定化學(xué)反應(yīng)速率的是物質(zhì)本身的性質(zhì)，注意蓋斯定律的靈活運(yùn)用，題目難度中等．