Question

【題目】Ⅰ．某研究性學(xué)習(xí)組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之間的反應(yīng)來探究“外界條件改變對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”，實(shí)驗(yàn)如下：

實(shí)驗(yàn)序號	實(shí)驗(yàn)溫度	KMnO4溶液		H2C2O4溶液		H2O	溶液褪色時(shí)間
		V(mL)	C(mol/L)	V(mL)	C(mol/L)	V(mL)	t(s)
A	293K	2	0.02	4	0.1	0	t1
B	T1	2	0.02	3	0.1	V1	8
C	313K	2	0.02	V2	0.1	1	t2

（1）通過實(shí)驗(yàn)A、B，可探究出_______的改變對反應(yīng)速率的影響，其中V1=_____，T1=_____，通過實(shí)驗(yàn)_______可探究出溫度變化對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

（2）若t1＜8，則由實(shí)驗(yàn)A、B可以得出的結(jié)論是________________________span>；利用實(shí)驗(yàn)B中數(shù)據(jù)計(jì)算，從反應(yīng)開始到有結(jié)束，用KMnO4的濃度變化表示的反應(yīng)速率為____________。

（3）該反應(yīng)中有無色無味氣體產(chǎn)生，且錳被還原為Mn2+，寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式_______。

（4）該小組的一位同學(xué)通過查閱資料發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)一段時(shí)間后該反應(yīng)速率會加快，造成此種變化的原因是反應(yīng)體系中的某種粒子對KMnO4與H2C2O4之間的反應(yīng)有某種特殊的作用，則該作用是_______________，相應(yīng)的粒子最有可能是（填符號）_______。

II.100kPa時(shí)，反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)中NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線如圖1，反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)中NO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線如圖2。

① 圖1中A、B、C三點(diǎn)表示不同溫度、壓強(qiáng)下2NO(g)+O2(g)2NO2(g)達(dá)到平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率，則________點(diǎn)對應(yīng)的壓強(qiáng)最大。

② 100kPa、25℃時(shí)，2NO2(g)N2O4(g)平衡體系中，列式計(jì)算平衡常數(shù)Kp＝________。（Kp用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）

Answer 1

【答案】濃度 1 293K BC 其他條件相同時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率增大 8.3×10－4mol/（L·s） 2MnO42－＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 作催化劑 Mn2＋ B 0.06

【解析】

根據(jù)控制變量法分析影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件，根據(jù)不同條件下高錳酸鉀溶液褪色的快慢程度不同，得出合理的結(jié)論，故實(shí)驗(yàn)中的草酸必須是足量的。

Ⅰ．某研究性學(xué)習(xí)組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之間的反應(yīng)來探究“外界條件改變對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。

（1）實(shí)驗(yàn)A、B中，高錳酸鉀溶液的濃度是相同的，而H2C2O4溶液的濃度是不同的，故通過實(shí)驗(yàn)A、B可探究出濃度的改變對反應(yīng)速率的影響，根據(jù)控制變量的原理，要控制兩實(shí)驗(yàn)的溫度相同、溶液的總體積相同，故其中V1=1，T1= 293K。同理，B、C兩實(shí)驗(yàn)除溫度不同外，其余條件相同，故通過實(shí)驗(yàn)B、C可探究出溫度變化對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

（2）若t1＜8，則實(shí)驗(yàn)A的的反應(yīng)速率較大，實(shí)驗(yàn)A中草酸的濃度大于實(shí)驗(yàn)B，則由實(shí)驗(yàn)A、B可以得出的結(jié)論是其他條件相同時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率增大；利用實(shí)驗(yàn)B中數(shù)據(jù)計(jì)算，混合后起始濃度c(KMnO4)=，溶液褪色用時(shí)8s、c(KMnO4)=0，故用KMnO4的濃度變化表示的反應(yīng)速率為8.3×10－4mol/（L·s）。

（3）該反應(yīng)中有無色無味氣體產(chǎn)生，該氣體為CO2，錳被還原為Mn2+，該反應(yīng)的離子方程式為2MnO42－＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。

（4）該小組的一位同學(xué)通過查閱資料發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)一段時(shí)間后該反應(yīng)速率會加快，造成此種變化的原因是反應(yīng)體系中的某種粒子對KMnO4與H2C2O4之間的反應(yīng)有某種特殊的作用，由于反應(yīng)是在一定的溫度下進(jìn)行的，故反應(yīng)體系中的某種粒子的作用是作催化劑，分析反應(yīng)的各種產(chǎn)物，相應(yīng)的粒子最有可能是Mn2＋。

II.100kPa時(shí)，反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)中NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線如圖1，反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)是一個(gè)氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)。由NO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線可知，溫度越高，NO2的平衡轉(zhuǎn)化率越小，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

①在相同的壓強(qiáng)下，溫度越高，達(dá)到平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率越小，則反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)是一個(gè)氣體分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)。由于該體系控制平衡壓強(qiáng)為100kPa，則曲線以上的點(diǎn)的壓強(qiáng)大于100kPa，曲線以上的點(diǎn)的壓強(qiáng)小于100kPa，則B點(diǎn)對應(yīng)的壓強(qiáng)最大。

② 100kPa、25℃時(shí)，2NO2(g)N2O4(g)平衡體系中，由圖可知，NO2的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，設(shè)NO2的起始量為1mol，則其變化是為0.8mol，N2O4的變化量為0.4mol，NO2和N2O4的平衡量分別為0.2mol和0.4mol，則平衡體系中，NO2和N2O4的體積分?jǐn)?shù)分別為和，因此，平衡常數(shù)Kp＝0.06。