Question

4．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进行探究．
实验一：甲同学利用Al、Fe、Mg和2mol/L的稀硫酸，设计实验方案研究影响反应速率的因素．
研究的实验报告如下表：

实验步骤	现象	结论
①分别取等体积的2mol/L的硫酸于试管中；②分别投入大小、形状相同的Al、Fe、Mg	反应快慢：Mg＞Al＞Fe	反应物的性质越活泼，反应速率越快

（1）该同学的实验目的是探究反应物本身的性质对反应速率的影响；
要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是温度相同．
（2）乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用如图装置同温下进行定量实验，用大小形状相同的Fe分别和0.5mol/L及2mol/L的足量稀H₂SO₄反应，通过测定和比较同时间内产生氢气的体积可以说明浓度对化学反应速率的影响．
实验二：同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难．现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热．已知：
P₄（s，白磷）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H₁=-2983.2kJ•mol^-1①
P（s，红磷）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H₂=-738.5kJ•mol^-1②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为P₄（s，白磷）═4P（s，红磷）△H=-29.2kJ•mol^-1．                       相同状况下，能量状态较低的是红磷；白磷的稳定性比红磷低（填“高”或“低”）．）

Answer 1

分析 实验一：（1）根据表中数据可知，硫酸的浓度相同，不同金属的规格相同，说明实验目的是探究反应物本身对反应速率的影响；影响反应速率的还有温度，所以应该使反应温度相同；
（2）根据图示装置及选取的试剂可知，实验目的是通过测定反应生成氢气快慢进行判断浓度对反应速率的影响；
实验二：利用盖斯定律可以解答，从待求反应出发，分析待求反应中的反应物和生成物在已知反应中的位置，通过相互加减可得，物质的能量越低越稳定．

解答 解：实验一：（1）根据表中的信息得出该同学的实验目的是研究反应物本身的性质对反应速率的关系对反应速率的影响；温度对化学反应速率的影响较大，故根据控制变量法，要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是保持温度相同，
故答案为：探究反应物本身的性质对反应速率的影响，温度相同；
（2）根据装置图可知，该实验目的是通过测量生成气体的量来研究浓度对反应速率的影响，用大小形状相同的Fe分别和0.5mol/L 及2mol/L的足量稀硫酸反应，通过测定和比较同时间内产生氢气的体积，可以说明浓度对化学反应速率的影响，
故答案为：测定和比较同时间内产生氢气的体；
实验二：已知：P₄（s，白磷）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2983.2kJ•mol^-1　①，
P（s，红磷）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ•mol^-1　②，
据盖斯定律，①-②×4可得：P₄（s，白磷）═4P（s，红磷）△H=-29.2 kJ•mol^-1，说明这是一个放热反应，所以相同状况下，白磷比红磷能量高，因为能量越低越稳定，所以红磷比白磷稳定，
故答案为：P₄（s，白磷）═4P（s，红磷）△H=-29.2 kJ•mol^-1； 红磷； 低．

点评 本题探究化学反应速率的影响因素，注意控制变量，外界条件有温度、浓度、压强、催化剂等，外界条件只是影响反应速率，决定化学反应速率的是物质本身的性质，注意盖斯定律的灵活运用，题目难度中等．