0.001 mol·L^－1，催化劑的用量可選擇0.5 g、0 g，實驗溫度可選擇298 K、323 K。每次實驗KMnO₄酸性溶液的用量均為4 mL、H₂C₂O₄溶液(0.1 mol·L^－1)的用量均為2 mL。如果要探究反應物濃度、溫度、催化劑對反應速率的影響，通過變換這些實驗條件，至少需要完成________個實驗進行對比即可得出結論。

(3)在其他條件相同的情況下，某同學改變KMnO₄酸性溶液的濃度，測得以下實驗數(shù)據(從混合振蕩均勻開始計時)：

①計算用0.001 mol·L^－1 KMnO₄酸性溶液進行實驗時KMnO₄的平均反應速率(忽略混合前后溶液的體積變化，寫出計算過程)________________________________________________________________________。

②若不經過計算，直接看表中的褪色時間長短來判斷濃度大小與反應速率的關系是否可行？________。若不可行(若認為可行則不填)。請設計可以通過直接觀察褪色時間長短來判斷的改進方案：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

解析：(1)由題中信息：H₂C₂O₄是弱電解質，故在書寫離子方程式時應寫成化學式，結合反應的現(xiàn)象是KMnO₄溶液紫色褪去，可知MnO₄^－被還原，所以反應的離子方程式為：2MnO₄^－+5H₂C₂O₄+6H⁺===2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O。(2)要得出反應物濃度、溫度、催化劑對反應速率影響的結論至少要完成：①取不同濃度KMnO₄溶液，在相同溫度下進行反應；②取同濃度KMnO₄溶液，在不同溫度下進行反應；③取同濃度KMnO₄溶液，在同溫度且有催化劑的條件下進行反應；④取同濃度KMnO₄溶液，在同溫度且不使用催化劑的條件下進行反應等3個實驗來進行對比。(3)①由v＝Δc/Δt可求出結果，但應注意：Δt應是三次平行實驗耗時的平均值，即6.7 min；因混合液體積為6 mL，故c_始＝0.000 67 mol/L，結束時c＝0，故Δc＝0.000 67 mol/L；②由題中數(shù)據知濃度大的褪色時間反而長因顏色是由KMnO₄產生，雖然KMnO₄濃度大，反應快，但KMnO₄的量也多，故無法比較，故不經過計算，直接利用表中的褪色時間長短來判斷濃度大小與反應速率的關系是“不可行”的；所以若想通過直接觀察褪色時間長短來判斷溶液濃度的大小，則必須保證KMnO₄酸性溶液的濃度相同，才能判斷H₂C₂O₄溶液濃度的大小。

答案：(1)2MnO₄^－+5H₂C₂O₄+6H⁺===2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O　(2)4

(3)①反應開始時：c(KMnO₄)＝＝0.000 67 mol·L^－1

反應時間：Δt＝＝6.7 min

KMnO₄的平均反應速率：v(KMnO₄)＝＝＝1×10^－4 mol·L^－1·min^－1

②否(或：不可行)　取過量的體積相同、濃度不同的草酸溶液分別同時與體積相同、濃度相同的高錳酸鉀酸性溶液反應。

考點2　 化學平衡

4．(2010·河南省實驗中學期中考題)某探究小組用KMnO₄酸性溶液與H₂C₂O₄溶液反應過程中溶液紫色消失的方法，研究影響反應速率的因素。

(1)該反應的離子方程式為(提示：H₂C₂O₄是弱電解質)________________________________________________________________________。

(2)實驗條件作如下限定：所用KMnO₄酸性溶液的濃度可選擇0.01 mol·L^－1、

3．(2010·泰安一中1月考題)在軍事訓練中，無焰食品加熱器常被士兵用于野外加熱食物，它的成分是鎂粉、鐵粉、氯化鈉。使用時加入水，熱量是由鎂和水反應產生的，1.0 g鎂和水反應放出的熱量為14.7 kJ。下面是對該產品的實驗研究：

實驗1：室溫下將1.0 mol鎂條、0.10 mol鐵粉和0.10 mol的氯化鈉加入隔熱容器的水中，連續(xù)攪拌，每50 s記錄一次溫度在圖1上(曲線1)，再把1.0 mol鎂條分成粉碎粒狀(曲線2)和1.0 mol鎂粉(曲線3)代替鎂條重復以上實驗。

實驗2：把0.10 mol鎂粉和0.10 mol氯化鈉混合，常溫加入隔熱容器的100 mL水中，不斷攪拌，15 min時記錄溫度，鐵粉用量不同時溫度變化情況如圖2所示。

實驗3：把0.10 mol鎂粉和0.50 mol鐵粉混合，常溫加入隔熱容器的100 mL水中，不斷攪拌，15 min時記錄溫度，氯化鈉用量不同時溫度變化情況如圖3所示。

請回答：

(1)由實驗1可以發(fā)現(xiàn)影響鎂和水反應速率的因素是(　)

A．反應溫度　 B．鎂的量　 C．鐵粉的量　 D．鎂的表面積

(2)實驗3中NaCl用量大于0.125 mol的實驗不再做的原因是(　)

A．加入更多的NaCl不再增加反應速率　 B．加入NaCl會降低反應速率

C．已達到沸點不會再有溫度變化　 D．需要加入更多的鐵粉來提高溫度

(3)若在實驗3中加入了0.060 mol的NaCl，則混合物的溫度最接近(　)

A．34℃　 B．42℃　 C．50℃　 D．62℃

(4)一位工程師在設計無焰食品加熱器時，希望用盡可能少的物料產生盡可能多的熱量。根據以上實驗應選擇的組合是(　)

A．0.50 mol鐵粉、0.125 mol NaCl和0.10 mol鎂粉

B．0.50 mol鐵粉、0.125 mol NaCl和0.10 mol鎂條

C．0.70 mol鐵粉、0.125 mol NaCl和0.10 mol鎂粉

D．0.70 mol鐵粉、0.125 mol NaCl和0.10 mol鎂條

(5)寫出該無焰加熱器中反應的熱化學方程式：________________________________________________________________________。

(6)你認為鐵粉、NaCl為什么會使反應速率增大？________________________________________________________________________。

解析：(1)根據曲線(圖1)1、2、3，可判斷D項正確；(2)由圖3可知，NaCl用量大于0.125 mol時，已達沸點溫度不會再發(fā)生變化；(3)當n(NaCl)<0.125 mol時，混合物升高的溫度與NaCl的量成正比，是一條直線。當NaCl的量為0.060 mol時，升高的溫度是42℃左右，但是問的是混合物的溫度，所以D項符合題意；(4)首先由圖2判斷應選用0.5 mol鐵粉，由圖1判斷選擇0.10 mol鎂粉，所以A項正確；(5)略；(6)構成了原電池，使反應速率加快。

答案：(1)D　(2)C　(3)D　(4)A　(5)Mg(s)+2H₂O(l)===Mg(OH)₂(s)+H₂(g)；ΔH＝－352.8 kJ·mol^－1　(6)可能是水、鎂、鐵粉和NaCl構成了原電池。

2．(2010·蘭州一中1月考題)控制變量法是化學實驗的一種常用方法。下表是某學習小組研究等物質的量濃度的稀硫酸和鋅反應的實驗數(shù)據。下列有關敘述中正確的是(　)

A.t₁>70，m₃＝19.3

B．實驗1、實驗2與實驗3探究的是溫度對化學反應速率的影響

C．無法計算出硫酸的物質的量濃度

D．本實驗還可以研究硫酸的濃度、催化劑對化學反應速率的影響

解析：對比實驗1與實驗3可知，改變的條件是反應物的形狀。在其他條件不變的情況下，反應物間接觸面積越大，反應速率越快，故“t₁>70”不正確。實驗1與實驗2相比較，改變的條件只有溫度；而實驗3與實驗1相比較，改變的是反應物的形狀；實驗3與實驗2相比較，改變的是反應物的形狀和溫度，故選項B不正確。根據實驗5可求出硫酸的物質的量濃度，C項不正確。

答案：D

1．(2010·北京-黃岡預測卷三)常溫常壓下，銅和稀硝酸的反應，開始時反應速率非常慢，但是隨著反應的進行，反應速率會不斷地加快。這一現(xiàn)象有悖于濃度對反應速率的影響。為研究和分析影響該反應的反應速率的因素，某學�；瘜W探究性學習小組的同學分別進行了下列實驗：①測定實驗過程中體系溫度的變化；②分別測定向HNO₃中通入少量NO₂和不通NO₂條件下的反應速率；③分別測定向HNO₃中加少量亞硝酸鹽和不加亞硝酸鹽的反應速率。得到的結果為：反應過程中溶液的溫度升高不明顯，而通入NO₂和加入亞硝酸鹽，反應速率明顯加快。由此，下列有關說法不正確的是(　)

A．稀HNO₃中通入NO₂后，NO₂與H₂O反應生成HNO₃，從而增大了HNO₃濃度，加快反應速率

B．NO或NO₂可能是該反應的催化劑，由于反應過程中有氮氧化物生成，有利于反應的進行，加快了反應速率

C．NO₂的催化機理可能為NO₂通入HNO₃后，在溶液中有NO₂^－生成，NO₂^－催化了反應的進行

D．Cu和稀HNO₃的反應為放熱反應，反應過程中使溶液的溫度上升，但溫度升高不是該反應在反應過程中速率加快的主要原因

解析：實驗①說明溫度變化不是反應速率加快的主要原因：實驗②③則說明，NO₂、NO₂^－對該反應具有催化作用；由題意知，HNO₃濃度的變化不可能成為反應速率加快的原因。

答案：A

15．(2010·模擬題)在2 L密閉容器中反應2NO₂(g) 2NO(g)+O₂(g)在三種不同條件下進行，其中實驗Ⅰ、Ⅱ都在800℃，實驗Ⅲ在850℃，NO、O₂的起始濃度都為0，NO₂的濃度隨時間的變化如圖所示。請回答下列問題：

(已知可逆反應2NO₂(g)2NO(g)+O₂(g)的平衡常數(shù)K＝，平衡常數(shù)是衡量一個可逆反應在一定溫度下進行程度大小的一個物理量，只隨溫度變化而變化)

(1)對比實驗Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，得出的下列結論中正確的是(　)

A．實驗Ⅱ和實驗Ⅰ相比，可能隱含的反應條件是：反應容器的體積縮小了

B．實驗Ⅱ和實驗Ⅰ相比，可能隱含的反應條件是：使用效率更高的催化劑

C．實驗Ⅰ條件下該反應的平衡常數(shù)大于實驗Ⅲ條件下該反應的平衡常數(shù)

D．對比實驗Ⅰ和Ⅲ可知，該可逆反應的正反應是吸熱反應

(2)若實驗Ⅰ中NO₂的起始濃度改為1.2 mol·L^－1，其他條件不變，則達到平衡時所需用的時間________40 min(填“大于”、“等于”或“小于”)，NO₂的轉化率將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(3)若實驗Ⅰ中達平衡后，再向密閉容器中通入2 mol由物質的量之比為1∶1組成的NO₂與NO混合氣體(保持溫度不變)，則平衡將________移動，新平衡狀態(tài)時NO₂的物質的量濃度為________mol·L^－1。

(4)若將實驗Ⅲ所得的平衡混合氣體通入足量的水中，欲使氣體被完全吸收則至少應同時通入標準狀況下的空氣________L(設空氣中N₂與O₂體積比為4∶1)。

解析：由圖可知實驗Ⅰ和實驗Ⅱ起始時NO₂濃度相同，溫度相同，到達平衡狀態(tài)相同，只是到達平衡的時間不同，且實驗Ⅱ到達平衡所需時間短，反應速率大。(1)A項不正確，因為起始濃度相等，B項正確；C項，實驗條件Ⅰ，達平衡時c(NO₂)_平＝0.5 mol/L，

c(NO)_平＝0.5 mol/L，c(O₂)_平＝0.25 mol/L。那么K_(800℃)＝＝0.25 mol/L；實驗條件Ⅲ達到平衡時c(NO₂)_平＝0.175 mol/L，c(NO)_平＝0.825 mol/L，c(O₂)_平＝0.412 5 mol/L，K_(850℃)＝＝9.17 mol/L�？梢奀項不正確；D項，由于K_(850℃)>K_(800℃)，說明加熱向正反應方向進行，正反應為吸熱反應，D項正確。

(2)起始濃度改為1.2 mol/L，反應速率增大，到達平衡的時間縮短，應小于40 min，壓強增大使NO₂轉化率減小。

(3)再通入1 mol NO₂和1 mol NO時，此時＝＝0.25＝K_(800℃)

∴平衡不移動，此時c(NO₂)＝1 mol/L。

(4)實驗Ⅲ平衡體系中有n(NO)₂＝0.35 mol，n(NO)＝1.65 mol，n(O₂)＝0.825 mol

根據4NO₂+O₂+2H₂O===4HNO₃、4NO+3O₂+2H₂O===4HNO₃，判斷還需O₂為0.5 mol，那么需空氣為2.5 mol，即標況下56 L空氣。

答案：(1)BD　(2)小于　減小　(3)不　1.0　(4)56

14．(2010·模擬題)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進行探究。

實驗一：甲同學利用Al、Fe、Mg和2 mol/L的稀硫酸，設計實驗方案研究影響反應速率的因素。

研究的實驗報告如下表：

(1)該同學的實驗目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

要得出正確的實驗結論，還需控制的實驗條件是　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)乙同學為了更精確地研究濃度對反應速率的影響，利用如圖裝置同

溫下進行定量實驗。用大小形狀相同的Fe分別和0.5 mol/L及2 mol/L的足量稀H2SO4反應。通過 　　　　　

可以說明濃度對化學反應速率的影響。

實驗二：已知2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄===K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O+10CO₂↑，在開始一段時間內，反應速率較慢，溶液褪色不明顯；但不久突然褪色，反應速率明顯加快。

(1)針對上述現(xiàn)象，某同學認為該反應放熱，導致溶液溫度上升，反應速率加快。從影響化學反應速率的因素看，你猜想還可能是　　的影響。

(2)若用實驗證明你的猜想，除酸性高錳酸鉀溶液、草酸溶液試劑外，可以在反應一開始時加入(　)

A．硫酸鉀　 　　　　　　　　　　 B．硫酸錳　　　　　　　　　 　 C．氯化錳　　　　　　　　　　　　　　 　 D．水

解析：探究實驗題，但由于題目情景不新，考生比較熟悉，很容易作答，屬于容易題。在回答實驗二的兩個問題時，第(1)問的猜想，可以從比較生成物Mn²⁺(過渡金屬)與K⁺(主族金屬)的區(qū)別中找到答案，即通常是過渡金屬或其離子具有催化性；而(2)中氯化錳中也含Mn²⁺，卻不能選為催化劑，原因就在于其中的Cl^－易被酸性高錳酸鉀溶液氧化。

答案：實驗一：(1)比較反應物本身的性質對反應速率的影響　溫度相同

(2)測定和比較同時間內產生氫氣的體積(或測定比較產生同體積氫氣所需時間長短)

實驗二：(1)Mn²⁺的催化作用(或催化劑)

(2)B

反應關系

0．005 36 mol－0.004 02 mol＝0.001 34 mol，

則2分鐘時H₂O₂的質量分數(shù)為：×100%＝0.083%。

答案：Ⅰ.(1)0.75　3　(2)0.05　(3)2

Ⅱ.(1)D＞C>B＞A　(2)隨著反應的進行，過氧化氫溶液的濃度越來越小，反應速率越來越慢　(3)0.107 mol·L^－1　(4)0.083%

13．(2010·天津八校聯(lián)考題)Ⅰ.將等物質的量的A、B混合于2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：

3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),5 min后，測得D的濃度為0.5 mol·L^－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反應速率為0.1 mol·(L·min)^－1。求：

(1)此時A的濃度：c(A)＝________mol·L^－1，反應開始前容器中的A、B的物質的量：n(A)＝n(B)＝______mol。

(2)B的平均反應速率：v(B)＝____mol·L^－1·min^－1。

(3)x的值為________。

Ⅱ.加入0.1 mol的MnO2粉末于50 mL過氧化氫的溶液中(密度為1.1 g·mL-1)，在標準狀況下放出氣體的體積和時間的關系如圖所示，回答下列問題：

(1)A、B、C、D四點化學反應速率快慢的順序為　　。

(2)解釋反應速率變化的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(3)計算過氧化氫的初始物質的量濃度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(4)求反應進行到2分鐘時過氧化氫的質量分數(shù)(忽略溶液體積和密度變化)________________________________________________________________________。

解析：Ⅰ.(1)　3A(g)+ B(g) xC(g)+ 2D(g)

　 　起始(mol)　 a 　　　a　 　　0　　 　0

　5 min時(mol)　 a－1.5　 a－0.5　 　 0.5×2

＝，即得a＝3

即n(A)＝n(B)＝3 mol，c(A)＝0.75 mol·L^－1

(2)v(B)＝＝0.05 mol·L^－1·min^－1。

(3)v(C)＝＝0.1 mol·L^－1·min^－1，x＝2。

Ⅱ.(2)由于隨著反應的進行，反應物H₂O₂的濃度逐漸減小，因此反應速率逐漸減慢。

(3)根據圖象可以看出H₂O₂完全反應放出O₂ 60 mL，H₂O₂的分解反應為：2H₂O₂2H₂O+O₂↑，則n(H₂O₂)＝×2＝0.00 536 mol，

c(H₂O₂)＝＝0.107 mol·L^－1。

(4)反應進行到2分鐘時，放出O₂ 45 mL，則反應生成的O₂物質的量為：＝0.002 01 mol，反應消耗的H₂O₂物質的量為0.002 01 mol×2＝0.004 02 mol，

反應生成的O₂的質量為0.002 01mol×32 g·mol^－1＝0.064 3 g，剩余H₂O₂的物質的量為：

回答下列問題：

(3)你認為表中m值為________g。

(4)上述實驗中的“待測數(shù)據”指________。

(5)若要證明實驗⑤中干燥管內收集的氣體是O₂，可待氣體收集結束后，用彈簧夾夾住B中乳膠管，拔去干燥管上單孔橡皮塞，　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(6)為探究CuO在實驗⑤中是否起催化作用，需補做如下實驗(無需寫出具體操作)：

a．___________________________________________________________________；

b．CuO的化學性質有沒有改變。

解析：本題以探究CuO能否作催化劑的實驗為題材，考查實驗中的基本操作以及探究實驗，屬中檔題。(1)三步中均要使用玻璃棒，分別為溶解，轉移和過濾。(2)洗滌沉淀要注意讓其自由濾出，切不可用玻璃棒攪拌。(3)要比較催化效果，則其他量不能發(fā)生改變，故m仍要取1.2 g。(4)由題意知，忽略其他因素，若產生25 mL氣體，所需要的時間短，則證明效果好。(5)此問考查檢驗O₂的常用方法。(6)此問考查催化劑的特點，即質量和反應前后性質不變。

答案：(1)①②③　研缽　(2)沿玻璃棒向過濾器中的沉淀上加蒸餾水至浸沒沉淀，靜置使其全部濾出，重復2-3次　(3)1.2　(4)時間　(5)取一根帶火星的木條，伸入干燥管內，看木條是否復燃　(6)CuO的質量有沒有改變

12．(2010·模擬題)控制變量法是化學實驗的一種常用方法，下表是某學習小組研究等物質的量濃度的稀硫酸和鋅反應的實驗數(shù)據(計算結果精確到小數(shù)點后一位)。分析以下數(shù)據，回答下列問題：

(1)實驗1和實驗2表明，________對反應速率有影響，對同一規(guī)律進行研究的實驗還有一組是________(填實驗序號)。

(2)下列說法正確的是(　)

A．t₁<70　　　　　　　 　 B．m₁<m₂ 　C．m₆＝19.3　　　　　 　 D．t₁>t₄

(3)本實驗還可以研究________對化學反應速率的影響。

(4)硫酸的物質的量濃度是________mol/L，實驗6生成的硫酸鋅的質量

m₅＝________g。

解析：比較“1”和“2”發(fā)現(xiàn)只有“溫度”不同，可見通過實驗1和實驗2就可得出溫度越高，反應速率越大的結論；實驗2和實驗3可研究出固體的形狀對反應速率的影響；由實驗8和10可知實驗10中硫酸完全反應n(ZnSO₄)＝0.12 mol，c(H₂SO₄)＝2.4 mol/L；m₅＝9.9 g。

答案：(1)溫度　實驗3和4　(2)C　(3)固體的形狀　(4)2.4　9.9