Question

（14分）用酸性KMnO4和H2C2O4（草酸）反應研究影響反應速率的因素，離子方程式為：2MnO4-＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。一實驗小組欲通過測定單位時間內(nèi)生成CO2的速率，探究某種影響化學反應速率的因素，設(shè)計實驗方案如下（KMnO4溶液已酸化）：

實驗序號	A溶液	B溶液
①	20 mL 0.1 mol·L－1H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol·L－1KMnO4溶液
②	20 mL 0.2 mol·L－1H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol·L－1KMnO4溶液

（1） 該實驗探究的是 因素對化學反應速率的影響。相同時間內(nèi)針筒中所得CO2的體積大小關(guān)系是① ②（填“＞”、“＜”或“=”）。

（2） 若實驗①在2 min末收集了4.48 mL CO2（標準狀況下），則在2 min末，c(MnO4-)＝_______mol·L-1。（假設(shè)混合溶液體積為50 mL）

（3） 除通過測定一定時間內(nèi)CO2的體積來比較反應速率，本實驗還可通過測定       來比較化學反應速率。

（4） 小組同學發(fā)現(xiàn)反應速率總是如下圖，其中t1～t2時間內(nèi)速率變快的主要原因可能是：

①產(chǎn)物Mn2＋是反應的催化劑、② 。

 

Answer 1

（1）濃度(2分)，＜(3分)。（2）0.0052或5.2×10-3 (3分)

（3）KMnO4溶液完全褪色所需時間或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時間(3分)

（4）該反應放熱使反應溫度升高。(3分)

【解析】

試題分析：（1） 根據(jù)表格提供的數(shù)據(jù)可知：該實驗探究的是濃度對化學反應速率的影響的知識；在其它條件不變時，增大反應物的濃度，化學反應速率加快，在相同的時間內(nèi)反應產(chǎn)生的氣體多，所以相同時間內(nèi)針筒中所得CO2的體積大小關(guān)系是①＜②；（2） 若實驗①在2 min末收集了4.48 mL CO2（標準狀況下），n(CO2)=4.48×10-3L÷22.4L/mol=2×10-4mol,根據(jù)反應方程式2MnO4-＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 中MnO4-與CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系可知反應消耗MnO4-的物質(zhì)的量是n(MnO4-)=2/10 n(CO2)= 4×10-5mol,則在2 min末，c(MnO4-)＝(0.03L ×0.01 mol/L－4×10-5mol)÷0.05L=5.2×10-3mol/L；（3） 除通過測定一定時間內(nèi)CO2的體積來比較反應速率，本實驗還可通過測定KMnO4溶液完全褪色所需時間或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時間來比較化學反應速率。（4）根據(jù)圖像可知在反應初期，隨著反應的進行，化學反應速率逐漸加快，當時間達到t2時滴定最大值，后來隨著反應的進行，化學反應速率逐漸減小。其中t1～t2時間內(nèi)速率變快的主要原因可能是①產(chǎn)物Mn2＋是反應的催化劑；②該反應是放熱反應，反應放出的熱量使反應溫度升高，化學反應速率加快。

考點：考查化學反應速率的表示、比較及影響因素的知識。