Question

【題目】Ⅰ.測定化學反應速率

某同學利用如圖裝置測定化學反應速率。

(已知：S2O32-+2H+=H2O+S↓+SO2↑)

（1）為保證實驗準確性、可靠性，利用該裝置進行實驗前應先進行的步驟是__；除如圖所示的實驗用品、儀器外，還需要的一件實驗儀器是__。

（2）若在2min時收集到224mL(已折算成標準狀況)氣體，可計算出該2min內H+的反應速率，而該測定值比實際值偏小，其原因是___。

Ⅱ.為探討化學反應速率的影響因素

某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應來探究“外界條件對化學反應速率的影響”。已知：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O

實驗時，通過測定褪色所需時間來判斷反應的快慢。限選試劑與儀器：0.20mol/LH2C2O4溶液，0.010mol/L酸性KMnO4溶液，蒸餾水，錐形瓶，恒溫水浴槽，量筒，秒表。該小組設計了如下的方案。

物理量	水	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		溫度/℃
	體積/mL	濃度/molL-1	體積/mL	濃度/molL-1	體積/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	0.010	4.0	25

（1）已知反應后H2C2O4轉化為CO2逸出，KMnO4轉化為MnSO4。為了觀察到紫色褪去，H2C2O4與KMnO4初始的物質的量需要滿足的關系為：n(H2C2O4)：n(KMnO4)≥__。

（2）實驗③測得KMnO4溶液的褪色時間為40s，忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時間內平均反應速率v（KMnO4）=__mol·L-1·min-1。

（3）請完成表格內二處空白__、__。

（4）已知50℃時c(MnO4-)～反應時間t的變化曲線如圖。其中反應速率最快的階段是__，原因是___。

Answer 1

【答案】檢查裝置的氣密性 秒表 SO2會部分溶于水，導致所測得SO2體積偏小 2.5 0.010 1.0 0.20 t1～t2 生成物MnSO4是該反應的催化劑

【解析】

I．（1）從實驗裝置可知，本實驗是通過測量在一個時間段內所收集到的氣體的體積來測定反應速率，所以先要檢查裝置的氣密性，實驗儀器還需要秒表；

（2）SO2易溶于水，導致所測得的SO2的體積偏小；

II．（1）根據“觀察到紫色褪去”必須滿足高錳酸鉀的物質的量小于草酸的物質的量解得二者濃度關系；

（2）先根據醋酸和高錳酸鉀的物質的量判斷過量，然后根據不足量及反應速率表達式計算出反應速率；

（3）由于高錳酸鉀和草酸的濃度均相同，為了探究不同濃度對反映速率的影響，需要加水改變草酸的濃度；

（4）從圖象可以看出t1-t2階段斜率最大，c（MnO4-）變化最大，說明此時段反應速率最快，由于濃度變小，可以推測是催化劑的影響；

I．（1）從實驗裝置可知，本實驗是通過測量在一個時間段內所收集到的氣體的體積來測定反應速率，所以先要檢查裝置的氣密性，實驗儀器還需要秒表；答案為檢查裝置的氣密性；秒表。

（2）SO2易溶于水，導致所測得的SO2的體積偏小，則據此計算出的△n（H+）和△C（H+）以及V（H+）會變小；答案為SO2會部分溶于水，導致所測得SO2體積偏小。

II．（1）H2C2O4中碳元素的化合價為+3價,變成二氧化碳后化合價總共升高了2(4-3)價,所以每消耗1molH2C2O4轉移2mol電子;為了觀察到紫色褪去,高錳酸鉀的物質的量應該少量,即n(H2C2O4):n(KMnO4)=2.5；答案為2.5。

（2）由表中數據可知，實驗③H2C2O4的體積只有1mL，所以應加水1mL才能使三組實驗的體積一樣，草酸的物質的量為：0.20molL1×0.001L=0.0002mol,高錳酸鉀的物質的量為：0.010molL1×0.004L=0.00004mol,草酸和高錳酸鉀的物質的量之比為：0.0002mol:0.00004mol=5:1,顯然草酸過量,高錳酸鉀完全反應,混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為：=，這段時間內平均反應速率v(KMnO4)= =0.010molL1min1；

答案為0.010 molL1min1。

（3）通過上述分析，表格內二處空白分別為水1mL，H2C2O4濃度為0.2mol/L；

答案為1mL，0.2mol/L。

（4）從圖象可以看出t1-t2階段斜率最大,c(MnO4-)變化最大，說明此時段反應速率最快，由于反應物的濃度變小，可以推測是催化劑的影響，可推測是生成物做了催化劑；

答案為t1-t2；生成物MnSO4是該反應的催化劑。