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1.甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素(化学方程式为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O).
(1)请写出该反应对应的离子方程式(提示:H2C2O4是弱酸):2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O.
设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4):
(2)甲组:通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小.
实验装置如图,实验时分液漏斗中A溶液一次性放下,A、B的成分见表:
序号T (K)催化剂用量(g)A溶液B溶液
①①29802mL 0.2mol/L H2C2O4溶液4mL 0.001mol/L KMnO4溶液
②②29802mL 0.2mol/L H2C2O4溶液4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
③③3230.52mL 0.2mol/L H2C2O4溶液4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
④④2980.52mL 0.2mol/L H2C2O4溶液4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
该实验探究的是温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响.在反应停止之前,相同时间内针管中所得CO2的体积由大到小的顺序是③>④>②>①(用实验序号填空).
(3)乙组:通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率的大小.取两支试管对实验①和②分别进行三次实验,测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时):
实验序号溶液褪色所需时间t(min)
第一次第二次第三次
①①677
②②141114
实验②中用KMnO4的浓度变化来表示该反应平均反应速率计算的表达式$\frac{4×1{0}^{-3}×0.01}{(4+2)×1{0}^{-3}×14}$mol•L-1•min-1(表达式中要用题中原始数据,无需算出结果,且假设混合溶液体积可以直接相加).若不经过计算,直接看表中的褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率的关系是否可行?不可行(填“可行”或“不可行”).若不可行(若认为可行则下空不填),请设计可以通过直接观察褪色时间长短来判断的改进方案取过量且同体积、不同浓度的草酸和同体积同浓度的酸性KMnO4溶液反应.

分析 (1)根据题中化学方程式改写成离子方程式;
(2)对比①②实验可探究浓度对化学反应速率的影响,对比③④实验可探究温度对化学反应速率的影响,对比②③实验可探究催化剂对化学反应速率的影响,据此分析二氧化碳的体积顺序;
(3)根据v=$\frac{△c}{△t}$列出表达式;从表中数据可知方法不可行;应该统一有颜色的高锰酸钾的量,让草酸过量且浓度不同.

解答 解:(1)题中给出了化学方程式为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,要拆的物质有高锰酸钾、硫酸、硫酸钾、硫酸锰,离子反应方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,
故答案为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(2)对比①②实验可探究浓度对化学反应速率的影响,②中A溶液的浓度比①中大,化学反应速率大,所得CO2的体积大,对比③④实验可探究温度对化学反应速率的影响,温度高,化学反应速率快,二氧化碳含量大,对比②③实验可探究催化剂对化学反应速率的影响,③中使用了催化剂,故相同时间内③实验中所得二氧化碳最多,
故答案为:温度、浓度、催化剂;③>④>②>①;
(3)c(KMnO4)=0.01mol/L,与草酸混合后的浓度为:$\frac{4×1{0}^{-3}L×0.01mol•{L}^{-1}}{(4+2)×1{0}^{-3}L}$,从表中3次时间分析,第2次实验误差较大,应舍去这个无效数据,
所以△t=$\frac{14min+14min}{2}$=14min,故v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{4×1{0}^{-3}×0.01}{(4+2)×1{0}^{-3}×14}$mol•L-1•min-1;从表中数据可知浓度小的褪色时间反而短,是因为草酸过量,高锰酸钾的量太少的原因所致,所以不经过计算,直接看表中的褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率的关系,不可行;应该统一有颜色的高锰酸钾的量,让草酸过量且浓度不同,
故答案为:$\frac{4×1{0}^{-3}×0.01}{(4+2)×1{0}^{-3}×14}$mol•L-1•min-1;不可行;取过量且同体积、不同浓度的草酸和同体积同浓度的KMnO4酸性溶液反应.

点评 本题考查影响化学反应速率的因素,用控制变量法进行探究,实验设计这个小题比较新颖,考查学生灵活运用所学知识进行数据分析和处理,有一定难度.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比,设计了如图1实验流程:

实验中,先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气,再连接洗气瓶和气体收集装置,立即加热氧化铜.反应完成后,黑色的氧化铜转化为红色的铜.图2中A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置,D为盛有浓硫酸的洗气瓶.

甲小组测得:反应前氧化铜的质量为m1g,氧化铜反应后剩余固体的质量为m2g,生成氮气在标准状下的体积为V1L.
乙小组测得:洗气前装置D的质量为m3g,洗气后装置D的质量为m4g,生成氮气在标准状况下的体积为V2 L.
请回答下列问题:
(1)写出仪器a的名称:圆底烧瓶.
(2)检查A装置气密性的操作是连接导管,将导管插入水中;用手紧握试管或加热试管,导管口有气泡产生;松开手后或停止加热,导管内有水回流并形成一段稳定的水柱.
(3)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气,请将实验装置的字母编号和制备原理填    写在如表的空格中.
 实验装置实验药品制备原理
甲小组A氢氧化钙、硫酸铵反应的化学方程式为①(NH42SO4+Ca(OH)2═2NH3↑+2H2O+CaSO4
乙小组②B浓氨水、氢氧化钠用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用______
(4)甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为5V1:7(m1-m2).
(5)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值,其原因是洗气瓶D中的浓硫酸不但吸收了反应生成的水,还吸收了未反应的氨气,从而使计算的氢的量偏高.
为此,乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有某药品的实验仪器,重新实验.根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积,得出了合理的实验结果.该药品的名称是碱石灰(氢氧化钠、氧化钙等).

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.已知分子式为C9H12的苯的同系物,苯环上只含有一个取代基,则其与氢气完全加成后的产物,在一定条件下与溴发生取到反应,生成的一溴代物共有(不考虑立体异构)(  )
A.11种B.12种C.13种D.14种

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

10.由N元素和Al元素形成的化合物的晶胞如图所示,已知N原子位于晶胞体对角线的$\frac{1}{4}$处.假设该化合物的密度为ρg•cm-3,则晶胞中最近的两个N原子之间的距离为$\frac{\sqrt{2}}{2}$$\root{3}{\frac{164}{{N}_{A}ρ}}$.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

17.L-多巴胺是一种有机物,它可以用于帕金森综合症的治疗,其结构简式如下
下列关于L-多巴胺的叙述不正确的是(  )
A.它属于α-氨基酸,既具有酸性,又具有碱性
B.它遇到Fe2(SO43溶液显紫色
C.他可以两分子间缩合形成分子式为C18H18O6N2的化合物,该化合物中有3个六元环
D.它既与酸反应又与碱反应,等物质的量的L-多巴胺最多消耗NaOH与HCl物质的量之比为1:1

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

6.将1.2mol的A气体充入2L恒容密闭容器中发生反应:A(g)?2B(g).在三种不同条件下进行实验,A的物质的量随时间的变化如图所示.试回答下列问题:
(1)实验1中,4s时A的转化率为37.5%;此条件下该反应的平衡常数K1的值为1.2mol/L.
(2)实验2与实验1对比,其可能隐含的反应条件是使用催化剂.
(3)根据实验3与实验1的图象比较,可推测该反应是吸热(填“放热”或“吸热”)反应.设实验1~3的平衡常数的值分别为K1、K2、K3,则它们之间的关系为K1=K2<K3(填“>”、“<”或“=”).
(4)为了验证增大催化剂的表面积、增大压强可提高化学反应速率这一结论,某同学在实验1的基础上又利用该容器设计了实验4和实验5,部分实验条件及数据见下表.请将表格补充完整
实验编号
及其目的
V(容积)/Lt/℃n(A起始)/moln(B起始)/mol催化剂的质量/g催化剂的表面积/m2•g-1[来源:Z.xx.k.Com]
实验1
参照对比实验
2801.20ab
实验4:催化剂的表面积对反应速率的影响 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
实验5目的:
 
1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.某同学为了探究KMnO4溶液和Na2C2O4(草酸钠)溶液的反应过程,进行如下实验:
①配制100mL 0.0400mol•L-1的Na2C2O4溶液,除用到托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒等仪器外,还必须用到的玻璃仪器是100 mL容量瓶、胶头滴管.
②将KMnO4溶液逐滴滴入一定体积的酸性Na2C2O4溶液中(温度相同,并不断振荡),记录的现象如下:
滴入KMnO4溶液的次序KMnO4溶液紫色褪去所需的时间
先滴入第1滴60s
褪色后,再滴入第2滴15s
褪色后,再滴入第3滴3s
褪色后,再滴入第4滴1s
请分析KMnO4溶液褪色时间变化的可能原因反应生成的Mn2+对该反应有催化作用,且c(Mn2+)越大,催化效果越好.
③用配制好的0.040 0mol•L-1的Na2C2O4溶液来标定某KMnO4溶液的浓度.每次准确量取25.00mLNa2C2O4溶液,然后用酸化后的KMnO4溶液滴定.滴定三次分别消耗的KMnO4溶液的体积是20.00mL、19.80mL、20.20mL,则KMnO4溶液的浓度为0.02mol•L-1

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.在一个小烧杯里,加入20gBa(OH)2•8H2O粉末,将小烧杯放在事先滴有3~4滴水的玻璃片上,然后加入10 gNH4Cl晶体,并用玻璃棒迅速搅拌.
(1)写出有关反应的化学方程式是Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O.
(2)实验中观察到的现象有玻片与烧杯之间结冰黏在一起、有少许刺激性气味的气体;烧杯外壁变凉和反应后混合物呈糊状的原因是.反应混合物呈糊状的原因是反应发生时有水生成.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.有机物H在医药上有广泛应用,以乙烯为原料合成有机物H的路线如下:

已知:


请回答下列问题:
(1)D中含有官能团名称羧基、醛基,写出F的分子式C9H8O5;D→E的反应类型是加成反应.
(2)B中只含有一种官能团,A→B反应的化学方程式为BrCH2-CH2Br+2NaOH $→_{△}^{H_{2}O}$HOCH2-CH2OH+2NaBr.
(3)下列有关化合物F的叙述,不正确的是C
A.1molF最多能与1molNaHCO3反应
B.能与浓溴水发生取代反应
C.在一定条件下,1molF最多能与5mol H2发生加成反应
D.在一定条件下,能发生缩聚反应
(4)写出一种与G互为同分异构体,且符合下列条件的有机物的结构简式
①苯环上只有两个取代基;②1mol该物质最多能与3mol NaOH反应;③遇FeCl3溶液显紫色.
(5)G与试剂X的反应原理类似反应②,写出试剂X的结构简式CH3COCH3

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