Question

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^-（aq）+5H₂C₂O₄（aq）+6H⁺（aq）=2Mn²⁺（aq）+10CO₂（g）+8H₂O（l）△H＜0．一實驗小組欲通過測定單位時間內生成CO₂的體積，探究某種影響化學反應速率的因素，設計實驗方案如下（KMnO₄溶液已酸化，所用注射器的容積充裕）：

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

（1）該實驗探究的是因素對化學反應速率的影響，如果實驗完成時草酸與KMnO₄均有剩余，則相同時間內針筒中所得CO₂體積大小關系是：

 

＜（填實驗序號）．
（2）研究發(fā)現(xiàn)反應速率總是如圖2所示發(fā)生變化，t₁～t₂時間內速率變快的主要原因可能是：①產物Mn²⁺是反應的催化劑，②

 

．
（3）若實驗①在4min末收集了4.48mL CO₂（標準狀況），則4min末c（MnO₄^-）=mol?L^-1

 

（假設溶液混合后體積為50mL）．
（4）除通過測定一定時間內CO₂的體積來比較反應速率，本實驗還可以通過測定

 

來比較化學反應速率．

Answer 1

考點：濃度、溫度、催化劑對化學反應速率的影響

專題：

分析：（1）對比①②實驗可探究草酸濃度對化學反應速率的影響，②中A溶液的濃度比①中大；
（2）根據反應中除了催化劑影響反應速率外，還可能是反應過程中放出的熱量導致反應速率加快；
（3）先求出反應的n（MnO₄^-）的物質的量，再求出反應后的濃度；根據v=

△C

△t

計算出4min內的平均速率為v（H₂C₂O₄）；
（4）通過測定KMnO₄溶液完全褪色所需時間或產生相同體積氣體所需的時間來比較化學反應速率．

解答： 解：（1）對比①②實驗可探究草酸的濃度對化學反應速率的影響，②中A溶液的濃度比①中大，化學反應速率大，所得CO₂的體積大，
故答案為：①＜②；
（2）研究發(fā)現(xiàn)反應速率總是如圖2所示發(fā)生變化，則t₁～t₂時間內速率變快的主要原因可能是：①產物Mn²⁺是反應的催化劑，有可能為：②該反應為放熱反應，反應放出的熱量使環(huán)境溫度升高，加快了反應速率，
故答案為：反應放出的熱量使環(huán)境溫度升高，加速反應；
（3）CO₂的物質的量為：

4.48×10-3L

22.4L/mol

=0.0002mol，設2min末，反應消耗的n（MnO₄^-）為x，
      2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
        2                      10
        x                 0.0002mol
解得 x=0.00004mol
反應剩余的高錳酸根離子的物質的量為：30×10^-3L×0.01mol?L^-1-0.00004mol=0.00026mol
c（MnO₄^-）=

n

V

=

0.00026mol

0.05L

=5.2×10^-3mol/L；
故答案為：5.2×10^-3；
（4）除通過測定一定時間內CO₂的體積來比較反應速率，本實驗還可以通過測定KMnO₄溶液完全褪色所需時間或產生相同體積氣體所需的時間來比較化學反應速率，
故答案為：KMnO₄溶液完全褪色所需時間（或產生相同體積氣體所需的時間）．

點評：本題考查了影響化學反應速率的因素，難度中等，注意掌握影響化學反應速率的因素，明確探究影響化學反應速率因素的方法．