Question

(16分)（一）某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。限选试剂与仪器：0.20mol/LH2C2O4溶液，0.010mol/L 酸性KMnO4溶液，蒸馏水，锥形瓶，恒温水浴槽，量筒，秒表。该小组设计了如下的方案。

物理量		H2C2O4溶液	酸性KMnO4溶液	温度/℃
	浓度/ mol·L-1	体积/mL	浓度/ mol·L-1	体积/mL
①	0	0.20	2.0	0.010	4.0	50
②	0	0.20	2.0	0.010	4.0	25
③				0.010	4.0	25

（1）已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4。为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为：n(H2C2O4)：n (KMnO4) ≥_______。

（2）请完成表格内五处空白。

（3）实验③测得KMnO4溶液的褪色时间为40s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v（KMnO4）＝______________ mol·L-1·min-1。

（4）已知50℃时c(MnO4—)～反应时间t的变化曲线如下图。其中反应速率最快的阶段是_____，原因是 。

（二）利用下图（a）和（b）中的信息，按图（c）装置（连通的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_________（填“深”或“浅”），其原因是_________________________。

 

 

Answer 1

（一）（1）2：5或2.5；（2）

物理量	蒸馏水	H2C2O4溶液	酸性KMnO4溶液	温度/℃
体积/mL	浓度/ mol·L-1	体积/mL	浓度/ mol·L-1	体积/mL
①	0	0.20	2.0	0.010	4.0	50
②	0	0.20	2.0	0.010	4.0	25
③	1.0	0.20	1.0	0.010	4.0	25

（3）0.010或1.0×10-2；

（4）t1-t2, 随着反应2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑

的进行研究，产生的MnSO4作为反应的催化剂使反应速率加快。

（二）根据图(a)可知，H2O2分解放热，使得B瓶中温度升高，据图(b)可知，2NO2(g)N2O4(g)为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，从而使NO2浓度增大，颜色加深。

【解析】

试题分析：（一）（1）根据反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，利用化合价升降相等写者 出反应的化学方程式为：

2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑；为了观察到紫色褪去，高锰酸钾的物质的量应该少量，即c（H2C2O4）：c（KMnO4）≥5：2=2.5，

故答案为：2：5或2.5；

（2）①和②除了温度不同，其他条件完全相同，是探究温度对化学反应速率影响；题干中只提供一种浓度的草酸，则只能在溶液总体积相等的情况下用蒸馏水将其调节成不同浓度，则设计五个空格的答案为：

物理量	蒸馏水	H2C2O4溶液	酸性KMnO4溶液	温度/℃
体积/mL	浓度/ mol·L-1	体积/mL	浓度/ mol·L-1	体积/mL
①	0	0.20	2.0	0.010	4.0	50
②	0	0.20	2.0	0.010	4.0	25
③	1.0	0.20	1.0	0.010	4.0	25

（3）草酸的物质的量为：0.10mol?L-1×0.002L=0.0002mol，高锰酸钾的物质的量为：0.010mol?L-1×0.004L=0.00004mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为：0.0002mol：0.00004mol=5：1，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为：，这段时间内平均反应速率v（KMnO4）=，故答案为：0.010或1.0×10-2；

（4）根据图中可知在o-t1,t1-t2,t2-t3,三段中c（KMnO4）的变化最大的是t1-t2, 故反应速率最快的阶段是t1-t2,原因是：随着反应2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑的进行研究，产生的MnSO4作为反应的催化剂使反应速率加快。

（二）(2)由图(a)可得热化学方程式H2O2(l)= H2O(l)＋O2(g) ΔH＜0，2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0。由于H2O2的分解反应为放热反应[注意Fe2(SO4)3作催化剂]，故右边烧杯中液体温度高于左边烧杯中液体温度，则B瓶中气体的温度高于A瓶中气体的温度，升高温度，2NO2(g) N2O4(g) 的平衡逆向移动，c(NO2)增大，混合气体颜色加深。故答案为：深 据图(a)可知，H2O2分解放热，使得B瓶中温度升高，据图(b)可知，2NO2(g)N2O4(g)为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，从而使NO2浓度增大，颜色加深。

考点：考查化学反应速率和化学平衡的影响因素。