Question

（14分）用酸性KMnO₄和H₂C₂O₄（草酸）反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为：2MnO₄^-＋5H₂C₂O₄＋6H^＋＝2Mn^2＋＋10CO₂↑＋8H₂O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO₂的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下（KMnO₄溶液已酸化）：

实验序号	A溶液	B溶液
①	20 mL 0.1 mol·L^－^1H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol·L^－^1KMnO4溶液
②	20 mL 0.2 mol·L^－^1H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol·L^－^1KMnO4溶液

（1） 该实验探究的是                因素对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO₂的体积大小关系是①        ②（填“＞”、“＜”或“=”）。

（2） 若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO₂（标准状况下），则在2 min末，c(MnO₄^-)＝_______mol·L^-1。（假设混合溶液体积为50 mL）

（3） 除通过测定一定时间内CO₂的体积来比较反应速率，本实验还可通过测定                     来比较化学反应速率。

（4） 小组同学发现反应速率总是如下图，其中t₁～t₂时间内速率变快的主要原因可能是：

①产物Mn^2＋是反应的催化剂、②                                                 。

Answer

（1）浓度(2分)，＜(3分)。（2）0.0052或5.2×10-3 (3分)

（3）KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间(3分)

（4）该反应放热使反应温度升高。(3分)

【解析】

试题分析：（1） 根据表格提供的数据可知：该实验探究的是浓度对化学反应速率的影响的知识；在其它条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快，在相同的时间内反应产生的气体多，所以相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是①＜②；（2） 若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2（标准状况下），n(CO2)=4.48×10-3L÷22.4L/mol=2×10-4mol,根据反应方程式2MnO4-＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 中MnO4-与CO2的物质的量的关系可知反应消耗MnO4-的物质的量是n(MnO4-)=2/10 n(CO2)= 4×10-5mol,则在2 min末，c(MnO4-)＝(0.03L ×0.01 mol/L－4×10-5mol)÷0.05L=5.2×10-3mol/L；（3） 除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率，本实验还可通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率。（4）根据图像可知在反应初期，随着反应的进行，化学反应速率逐渐加快，当时间达到t2时滴定最大值，后来随着反应的进行，化学反应速率逐渐减小。其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是①产物Mn2＋是反应的催化剂；②该反应是放热反应，反应放出的热量使反应温度升高，化学反应速率加快。

考点：考查化学反应速率的表示、比较及影响因素的知识。