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(yīng)物濃度、溫度、催化劑對反應(yīng)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(jié)論。

(3)在其他條件相同的情況下，某同學(xué)改變KMnO₄酸性溶液的濃度，測得以下實驗數(shù)據(jù)(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(yīng)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(jīng)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(yīng)速率的關(guān)系是否可行？________。若不可行(若認(rèn)為可行則不填)。請設(shè)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(zhì)，故在書寫離子方程式時應(yīng)寫成化學(xué)式，結(jié)合反應(yīng)的現(xiàn)象是KMnO₄溶液紫色褪去，可知MnO₄^－被還原，所以反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^－+5H₂C₂O₄+6H⁺===2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O。(2)要得出反應(yīng)物濃度、溫度、催化劑對反應(yīng)速率影響的結(jié)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(yīng)；②取同濃度KMnO₄溶液，在不同溫度下進行反應(yīng)；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(yīng)；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(yīng)等3個實驗來進行對比。(3)①由v＝Δc/Δt可求出結(jié)果，但應(yīng)注意：Δt應(yīng)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(jié)束時c＝0，故Δc＝0.000 67 mol/L；②由題中數(shù)據(jù)知濃度大的褪色時間反而長因顏色是由KMnO₄產(chǎn)生，雖然KMnO₄濃度大，反應(yīng)快，但KMnO₄的量也多，故無法比較，故不經(jīng)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(yīng)速率的關(guān)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(yīng)開始時：c(KMnO₄)＝＝0.000 67 mol·L^－1

反應(yīng)時間：Δt＝＝6.7 min

KMnO₄的平均反應(yīng)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(yīng)。

考點2　 化學(xué)平衡

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

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

(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(xùn)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(yīng)產(chǎn)生的，1.0 g鎂和水反應(yīng)放出的熱量為14.7 kJ。下面是對該產(chǎn)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(fù)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(yīng)速率的因素是(　)

A．反應(yīng)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(yīng)速率　 B．加入NaCl會降低反應(yīng)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(shè)計無焰食品加熱器時，希望用盡可能少的物料產(chǎn)生盡可能多的熱量。根據(jù)以上實驗應(yīng)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(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。

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

解析：(1)根據(jù)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(dāng)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(dāng)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(yīng)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(gòu)成了原電池，使反應(yīng)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(gòu)成了原電池。

2．(2010·蘭州一中1月考題)控制變量法是化學(xué)實驗的一種常用方法。下表是某學(xué)習(xí)小組研究等物質(zhì)的量濃度的稀硫酸和鋅反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)。下列有關(guān)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(xué)反應(yīng)速率的影響

C．無法計算出硫酸的物質(zhì)的量濃度

D．本實驗還可以研究硫酸的濃度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)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(yīng)物的形狀。在其他條件不變的情況下，反應(yīng)物間接觸面積越大，反應(yīng)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(yīng)物的形狀；實驗3與實驗2相比較，改變的是反應(yīng)物的形狀和溫度，故選項B不正確。根據(jù)實驗5可求出硫酸的物質(zhì)的量濃度，C項不正確。

答案：D

1．(2010·北京-黃岡預(yù)測卷三)常溫常壓下，銅和稀硝酸的反應(yīng)，開始時反應(yīng)速率非常慢，但是隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)速率會不斷地加快。這一現(xiàn)象有悖于濃度對反應(yīng)速率的影響。為研究和分析影響該反應(yīng)的反應(yīng)速率的因素，某學(xué)�；瘜W(xué)探究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)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(yīng)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(yīng)速率。得到的結(jié)果為：反應(yīng)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(yīng)速率明顯加快。由此，下列有關(guān)說法不正確的是(　)

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

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

D．Cu和稀HNO₃的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中使溶液的溫度上升，但溫度升高不是該反應(yīng)在反應(yīng)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(yīng)速率加快的主要原因：實驗②③則說明，NO₂、NO₂^－對該反應(yīng)具有催化作用；由題意知，HNO₃濃度的變化不可能成為反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(jié)論中正確的是(　)

A．實驗Ⅱ和實驗Ⅰ相比，可能隱含的反應(yīng)條件是：反應(yīng)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(yīng)條件是：使用效率更高的催化劑

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

D．對比實驗Ⅰ和Ⅲ可知，該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

(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(zhuǎn)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(zhì)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(zhì)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(yīng)同時通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣________L(設(shè)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(yīng)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。可見C項不正確；D項，由于K_(850℃)>K_(800℃)，說明加熱向正反應(yīng)方向進行，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，D項正確。

(2)起始濃度改為1.2 mol/L，反應(yīng)速率增大，到達平衡的時間縮短，應(yīng)小于40 min，壓強增大使NO₂轉(zhuǎn)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(jù)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(biāo)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(xué)反應(yīng)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(xué)利用Al、Fe、Mg和2 mol/L的稀硫酸，設(shè)計實驗方案研究影響反應(yīng)速率的因素。

研究的實驗報告如下表：

(1)該同學(xué)的實驗?zāi)康氖?u>　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

要得出正確的實驗結(jié)論，還需控制的實驗條件是　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)乙同學(xué)為了更精確地研究濃度對反應(yīng)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(yīng)。通過 　　　　　

可以說明濃度對化學(xué)反應(yīng)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(nèi)，反應(yīng)速率較慢，溶液褪色不明顯；但不久突然褪色，反應(yīng)速率明顯加快。

(1)針對上述現(xiàn)象，某同學(xué)認(rèn)為該反應(yīng)放熱，導(dǎo)致溶液溫度上升，反應(yīng)速率加快。從影響化學(xué)反應(yīng)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(yīng)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(yīng)物本身的性質(zhì)對反應(yīng)速率的影響　溫度相同

(2)測定和比較同時間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體積(或測定比較產(chǎn)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(yīng)關(guān)系

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

則2分鐘時H₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?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(yīng)的進行，過氧化氫溶液的濃度越來越小，反應(yīng)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(zhì)的量的A、B混合于2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：

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(yīng)速率為0.1 mol·(L·min)^－1。求：

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

(2)B的平均反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氣體的體積和時間的關(guān)系如圖所示，回答下列問題：

(1)A、B、C、D四點化學(xué)反應(yīng)速率快慢的順序為　　。

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

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

(4)求反應(yīng)進行到2分鐘時過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?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(yīng)的進行，反應(yīng)物H₂O₂的濃度逐漸減小，因此反應(yīng)速率逐漸減慢。

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

c(H₂O₂)＝＝0.107 mol·L^－1。

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

反應(yīng)生成的O₂的質(zhì)量為0.002 01mol×32 g·mol^－1＝0.064 3 g，剩余H₂O₂的物質(zhì)的量為：

回答下列問題：

(3)你認(rèn)為表中m值為________g。

(4)上述實驗中的“待測數(shù)據(jù)”指________。

(5)若要證明實驗⑤中干燥管內(nèi)收集的氣體是O₂，可待氣體收集結(jié)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(xué)性質(zhì)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(zhuǎn)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(chǎn)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(zhì)量和反應(yīng)前后性質(zhì)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(fù)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(nèi)，看木條是否復(fù)燃　(6)CuO的質(zhì)量有沒有改變

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

(1)實驗1和實驗2表明，________對反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率的影響。

(4)硫酸的物質(zhì)的量濃度是________mol/L，實驗6生成的硫酸鋅的質(zhì)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(yīng)速率越大的結(jié)論；實驗2和實驗3可研究出固體的形狀對反應(yīng)速率的影響；由實驗8和10可知實驗10中硫酸完全反應(yīng)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