Question

用酸性KMnO₄和H₂C₂O₄（草酸）反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素，離子方程式為：2MnO₄^-（aq）+5H₂C₂O₄（aq）+6H⁺（aq）=2Mn²⁺（aq）+10CO₂（g）+8H₂O（l）△H＜0．一實(shí)驗(yàn)小組欲通過(guò)測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)生成CO₂的體積，探究某種影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下（KMnO₄溶液已酸化，所用注射器的容積充裕）：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	A溶液	B溶液
①	20mL 0.1mol?L-1H2C2O4溶液	30mL 0.01mol?L-1KMnO4溶液
②	20mL 0.2mol?L-1H2C2O4溶液	30mL 0.01mol?L-1KMnO4溶液

（1）該實(shí)驗(yàn)探究的是因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，如果實(shí)驗(yàn)完成時(shí)草酸與KMnO₄均有剩余，則相同時(shí)間內(nèi)針筒中所得CO₂體積大小關(guān)系是：

 

＜（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）．
（2）研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率總是如圖2所示發(fā)生變化，t₁～t₂時(shí)間內(nèi)速率變快的主要原因可能是：①產(chǎn)物Mn²⁺是反應(yīng)的催化劑，②

 

．
（3）若實(shí)驗(yàn)①在4min末收集了4.48mL CO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則4min末c（MnO₄^-）=mol?L^-1

 

（假設(shè)溶液混合后體積為50mL）．
（4）除通過(guò)測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)CO₂的體積來(lái)比較反應(yīng)速率，本實(shí)驗(yàn)還可以通過(guò)測(cè)定

 

來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)速率．

Answer 1

考點(diǎn)：濃度、溫度、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

專(zhuān)題：

分析：（1）對(duì)比①②實(shí)驗(yàn)可探究草酸濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，②中A溶液的濃度比①中大；
（2）根據(jù)反應(yīng)中除了催化劑影響反應(yīng)速率外，還可能是反應(yīng)過(guò)程中放出的熱量導(dǎo)致反應(yīng)速率加快；
（3）先求出反應(yīng)的n（MnO₄^-）的物質(zhì)的量，再求出反應(yīng)后的濃度；根據(jù)v=

△C

△t

計(jì)算出4min內(nèi)的平均速率為v（H₂C₂O₄）；
（4）通過(guò)測(cè)定KMnO₄溶液完全褪色所需時(shí)間或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時(shí)間來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)速率．

解答： 解：（1）對(duì)比①②實(shí)驗(yàn)可探究草酸的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，②中A溶液的濃度比①中大，化學(xué)反應(yīng)速率大，所得CO₂的體積大，
故答案為：①＜②；
（2）研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率總是如圖2所示發(fā)生變化，則t₁～t₂時(shí)間內(nèi)速率變快的主要原因可能是：①產(chǎn)物Mn²⁺是反應(yīng)的催化劑，有可能為：②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱量使環(huán)境溫度升高，加快了反應(yīng)速率，
故答案為：反應(yīng)放出的熱量使環(huán)境溫度升高，加速反應(yīng)；
（3）CO₂的物質(zhì)的量為：

4.48×10-3L

22.4L/mol

=0.0002mol，設(shè)2min末，反應(yīng)消耗的n（MnO₄^-）為x，
      2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
        2                      10
        x                 0.0002mol
解得 x=0.00004mol
反應(yīng)剩余的高錳酸根離子的物質(zhì)的量為：30×10^-3L×0.01mol?L^-1-0.00004mol=0.00026mol
c（MnO₄^-）=

n

V

=

0.00026mol

0.05L

=5.2×10^-3mol/L；
故答案為：5.2×10^-3；
（4）除通過(guò)測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)CO₂的體積來(lái)比較反應(yīng)速率，本實(shí)驗(yàn)還可以通過(guò)測(cè)定KMnO₄溶液完全褪色所需時(shí)間或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時(shí)間來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)速率，
故答案為：KMnO₄溶液完全褪色所需時(shí)間（或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時(shí)間）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，難度中等，注意掌握影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，明確探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的方法．