Question

【題目】Ⅰ.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-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。一實(shí)驗(yàn)小組欲通過(guò)測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)生成CO2的速率，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)：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	A溶液	B溶液
①	20mL 0.1mol·L-1H2C2O4溶液	30mL 0.1 mol·L-1KMnO4溶液
②	20mL 0.2mol·L-1H2C2O4溶液	30mL 0.1mol·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。如圖一，相同時(shí)間內(nèi)針筒中所得的CO2體積大小關(guān)系是___（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）。

（2）若實(shí)驗(yàn)①在2min末收集了2.24mLCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則在2min末，c(MnO4-)___ mol·L-1(假設(shè)混合液體積為50mL)。

（3）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)速率外，本實(shí)驗(yàn)還可通過(guò)測(cè)定___來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)速率。

（4）小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率總是如圖二，其中t1～t2時(shí)間內(nèi)速率變快的主要原因可能是①產(chǎn)物MnSO4是該反應(yīng)的催化劑、②_____。

Ⅱ.一定溫度下，將一定量的N2和H2充入固定體積的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。

（1）下列描述能說(shuō)明該可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的有___。

A.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不變

B.容器內(nèi)氣體的密度不變

C.相同時(shí)間內(nèi)有3mol H-H鍵斷裂，有6mol N-H鍵形成

D.c(N2)：c(H2)：c(NH3)＝1：3：2

E.NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變

（2）若起始時(shí)向容器中充入10mol ·L-1的N2和15mol ·L-1的H2，10min時(shí)測(cè)得容器內(nèi)NH3的濃度為1.5mol ·L-1。10min內(nèi)用N2表示的反應(yīng)速率為___；此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為___。

Answer 1

【答案】濃度 ②＞① 0.0596mol/L 測(cè)定生成相同體積的CO2所需時(shí)間或相同時(shí)間內(nèi)KMnO4溶液顏色變化的程度 該反應(yīng)放熱 AE 0.075mol/( L·min) 15%

【解析】

Ⅰ.（1）①和②實(shí)驗(yàn)中，KMnO4溶液的濃度和體積均相同，但H2C2O4溶液的濃度不同，所以該實(shí)驗(yàn)探究的是濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。由于②中草酸的濃度大于①中草酸的濃度，所以相同時(shí)間內(nèi)針筒中所得的CO2體積②大于①；

（2）若實(shí)驗(yàn)①在2min末收集了標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24mLCO2(即1×10-4mol)，根據(jù)化學(xué)方程式，消耗的MnO4-為2×10-5mol，原有MnO4-的物質(zhì)的量為0.003mol，則在2min末，剩余的MnO4-的物質(zhì)的量為2.98×10-3mol，c(MnO4-)=2.98×10-3mol/0.05L=0.0596mol/L；

（3）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)速率外，本實(shí)驗(yàn)還可通過(guò)測(cè)定生成相同體積的CO2所需時(shí)間或相同時(shí)間內(nèi)KMnO4溶液顏色變化的程度來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)速率；

（4）反應(yīng)開(kāi)始時(shí)反應(yīng)速率增大，可能的原因除了產(chǎn)物MnSO4是該反應(yīng)的催化劑外，還可能是由于反應(yīng)放熱，溫度升高，使反應(yīng)速率增大；

Ⅱ.（1）A.此反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng)，所以當(dāng)容器內(nèi)的壓強(qiáng)不變時(shí)，混合氣的總物質(zhì)的量不變，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故A正確；

B.氣體密度等于混合氣的總質(zhì)量除以容器體積，此反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物都是氣體，根據(jù)質(zhì)量守恒，混合氣的總質(zhì)量是不變的，而容器的體積也是固定的，所以容器內(nèi)氣體的密度一直不變，所以混合氣的密度不變不能作為此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)，故B不正確；

C.相同時(shí)間內(nèi)有3mol H-H鍵斷裂，必然有6mol N-H鍵形成，故C不正確；

D.平衡時(shí)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不再改變，而不是各物質(zhì)的濃度之比等于方程式的系數(shù)比，故c(N2)：c(H2)：c(NH3)＝1：3：2不能作為達(dá)到平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)準(zhǔn)，故D不正確；

E.平衡時(shí)，各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都不再變化，所以NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變可以作為達(dá)到平衡的判斷標(biāo)準(zhǔn)，故E正確；

故選AE。

（2）若起始時(shí)向容器中充入10mol ·L-1的N2和15mol ·L-1的H2，10min時(shí)容器內(nèi)NH3的濃度為1.5mol ·L-1。即NH3的濃度增加了1.5mol ·L-1，所以N2的濃度變化量為0.75mol ·L-1，10min內(nèi)用N2表示的反應(yīng)速率為=0.075mol/( L·min)；NH3的濃度增加了1.5mol ·L-1，所以反應(yīng)的H2為2.25mol ·L-1，此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為×100%=15%。