Question

8．某小組利用H₂C₂O₄溶液和酸性KMnO₄溶液反應(yīng)來(lái)探究“條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開(kāi)始計(jì)時(shí)，通過(guò)測(cè)定褪色所需時(shí)間來(lái)判斷反應(yīng)的快慢．該小組設(shè)計(jì)了如表的方案．

編號(hào)	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		溫度/℃
	濃度/mol•L-1	體積/mL	濃度/mol•L-1	體積/mL
①	0.10	2.0	0.010	4.0	25
②	0.20	2.0	0.010	4.0	25
③	0.20	2.0	0.010	4.0	50

（1）已知反應(yīng)后H₂C₂O₄轉(zhuǎn)化為CO₂逸出，KMnO₄轉(zhuǎn)化為MnSO₄，每消耗1mol H₂C₂O₄轉(zhuǎn)移2mol 電子．為了觀(guān)察到紫色褪去，H₂C₂O₄與KMnO₄初始的物質(zhì)的量需要滿(mǎn)足的關(guān)系為：n（H₂C₂O₄）：n（KMnO₄）≥2.5．
（2）探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是②和③（填編號(hào)，下同），可探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是①和②．
（3）實(shí)驗(yàn)①測(cè)得KMnO₄溶液的褪色時(shí)間為40s，忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率
v（KMnO₄）=0.010或1.0×10^-2 mol•L^-1•min^-1．
（4）已知50℃時(shí)c（MnO₄^-）～反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線(xiàn)如圖．若保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡坐標(biāo)圖中，畫(huà)出25℃時(shí)c（MnO₄^-）～t的變化曲線(xiàn)示意圖（作相應(yīng)標(biāo)注）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題中信息及化合價(jià)升降法配平反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后根據(jù)電子守恒計(jì)算出1mol草酸完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；根據(jù)“觀(guān)察到紫色褪去”必須滿(mǎn)足高錳酸鉀的物質(zhì)的量小于草酸的物質(zhì)的量解得二者濃度關(guān)系；
（2）根據(jù)探究溫度對(duì)反應(yīng)速率影響時(shí)除了溫度外其它條件必須相同判斷；根據(jù)體積濃度對(duì)反應(yīng)速率影響時(shí)除了濃度不同，其他條件必須完全相同分析；
（3）先根據(jù)醋酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量判斷過(guò)量，然后根據(jù)不足量及反應(yīng)速率表達(dá)式計(jì)算出反應(yīng)速率；
（4）根據(jù)溫度降低反應(yīng)速率減小畫(huà)出25℃時(shí)c（MnO₄^-）～t的變化曲線(xiàn)示意圖．

解答 解：（1）根據(jù)反應(yīng)后H₂C₂O₄轉(zhuǎn)化為CO₂逸出，KMnO₄轉(zhuǎn)化為MnSO₄，利用化合價(jià)升降相等寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O+10CO₂↑；H₂C₂O₄中碳元素的化合價(jià)為+3價(jià)，變成二氧化碳后化合價(jià)總共升高了2（4-3）價(jià)，所以每消耗1mol H₂C₂O₄轉(zhuǎn)移2mol電子；為了觀(guān)察到紫色褪去，高錳酸鉀的物質(zhì)的量應(yīng)該少量，即c（H₂C₂O₄）：c（KMnO₄）≥$\frac{5}{2}$=2.5，
故答案為：2； 2.5；
（2）探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響，必須滿(mǎn)足除了溫度不同，其他條件完全相同，所以滿(mǎn)足此條件的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是：②和③；探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響，除了濃度不同，其他條件完全相同的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是①和②，
故答案為：②和③； ①和②；
（3）草酸的物質(zhì)的量為：0.10mol•L^-1×0.002L=0.0002mol，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.010mol•L^-1×0.004L=0.00004mol，草酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量之比為：0.0002mol：0.00004mol=5：1，顯然草酸過(guò)量，高錳酸鉀完全反應(yīng)，混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為：$\frac{0.010mol/L×0.004L}{0.002L+0.004L}$=$\frac{2}{3}$×0.010mol/L，
這段時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率v（KMnO₄）=$\frac{2}{3}$×0.010mol/L÷40s×60s/min=0.010mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.010或1.0×10^-2；
（4）25℃時(shí)反應(yīng)速率小于50℃時(shí)，所以高錳酸根離子的濃度變化比50℃時(shí)小，反應(yīng)需要的時(shí)間大于50℃條件下需要的時(shí)間，據(jù)此畫(huà)出25℃時(shí)c（MnO₄^-）～t的變化曲線(xiàn)示意圖為：，故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究溫度、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響、濃度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)，題目難度中等，注意掌握溫度、濃度、壓強(qiáng)等對(duì)反應(yīng)速率的影響，試題側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力．