Question

20．為了探究化學反應速率和化學反應限度的有關(guān)問題，某研究小組進行了以下實驗
Ⅰ．以H₂O₂的分解反應為研究對象，實驗方案與數(shù)據(jù)記錄如表，t表示收集a mL O₂所需的時間．

序號	反應溫度/℃	c（H2O2）/mol•L-1	V（H2O2）/mL	m（MnO2）/g	t/min
1	20	2	10	0	t1
2	20	2	10	0.1	t2
3	20	4	10	0.1	t3
4	40	2	10	0.1	t4

（1）設計實驗2和實驗3的目的是研究H₂O₂的濃度對化學反應速率的影響．
（2）為研究溫度對化學反應速率的影響，可以將實驗2和實驗4（填序號）作對比．
（3）將實驗1和實驗2作對比，t₁＞t₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
Ⅱ．以KI和FeCl₃反應為例（2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂）設計實驗，探究此反應存在一定的限度．可選試劑：①0.1mol•L^-1 KI溶液　②0.1mol•L^-1 FeCl₃溶液
③0.1mol•L^-1 FeCl₂溶液�、�0.1mol•L^-1 鹽酸
⑤0.1mol•L^-1 KSCN溶液�、轈Cl₄
實驗步驟：（1）取5mL 0.1mol•L^-1 KI溶液，再滴加幾滴0.1mol•L^-1 FeCl₃溶液
（2）充分反應后，將溶液分成三份
（3）取其中一份，加試劑⑥，振蕩，CCl₄層顯紫色，說明反應生成碘
（4）另取一份，加試劑⑤（填序號），現(xiàn)象溶液顯血紅色，說明此反應存在一定的限度．
Ⅲ．N₂O₄可分解為NO₂．在100mL密閉容器中投入0.01mol N₂O₄，利用現(xiàn)代化學實驗技術(shù)跟蹤測量c（NO₂），c（NO₂）隨時間變化的數(shù)據(jù)記錄如圖所示．

①反應容器中最后剩余的物質(zhì)有N₂O₄和NO₂，其中N₂O₄的物質(zhì)的量為0.004mol．
②c（NO₂）隨時間變化的曲線表明，實驗測得的化學反應速率在逐漸減小，從開始到平衡建立這段時間的平均反應速率為0.1mol/（L．s）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）表中數(shù)據(jù)不同點就是實驗目的，根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，實驗2和實驗3主要是雙氧水的濃度不同；
（2）探究溫度對化學反應速率的影響時，應該只有溫度不同，其它因素完全相同；
（3）試驗1和實驗2相比較，2中使用了催化劑，其他條件相同；
Ⅱ．（4）加入0.1mol•L^-1 KSCN溶液，如果溶液出現(xiàn)血紅色，說明溶液中有沒反應的FeCl₃溶液，說明此反應為可逆反應；
Ⅲ．①因為N₂O₄（g）?2NO₂為可逆反應，反應達平衡時，反應容器中最后剩余的物質(zhì)有NO₂、N₂O₄；再根據(jù)平衡圖象計算N₂O₄的物質(zhì)的量；
②v（NO₂）=$\frac{△c}{△t}$．

解答 解：Ⅰ．（1）實驗2和實驗3中只有雙氧水濃度不同，其它因素完全相同，所以實驗目的是探究雙氧水濃度對化學反應速率影響，故答案為：H₂O₂的濃度；
（2）要探究溫度對化學反應速率的影響，應該只有溫度不同，其它因素完全相同，根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，實驗2和實驗4中溫度不同其它因素相同，故答案為：2；4；
（3）試驗1和實驗2相比較，2中使用了催化劑，其他條件相同，催化劑加快反應速率，縮短反應達到平衡時間，所以t₁＞t₂，故答案為：＞；
Ⅱ．（4）加入0.1mol•L^-1 KSCN溶液，如果溶液出現(xiàn)血紅色，說明溶液中有沒反應的FeCl₃溶液，說明此反應為可逆反應，存在一定的限度，
故答案為：⑤；溶液顯血紅色；
III．①因為N₂O₄（g）?2NO₂為可逆反應，反應達平衡時，反應容器中最后剩余的物質(zhì)有NO₂、N₂O₄；平衡時，n（NO₂）=0.12mol/L×0.1L=0.012mol，則N₂O₄的物質(zhì)的量為0.01mol-0.006mol=0.004mol，
故答案為：NO₂、N₂O₄；0.004mol；
②v（NO₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.11mol/L-0}{1.1s}$=0.1mol/（L．s），
故答案為：0.1mol/（L．s）．

點評 本題考查探究化學反應速率影響因素、化學反應速率計算、可逆反應判斷等知識點，側(cè)重考查學生實驗操作、實驗分析及計算能力，探究外界條件對化學反應速率影響時必須只有一個因素不同，否則無法得出正確結(jié)論，題目難度不大．