Question

Ⅰ：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2 MnO₄^-＋5H₂C₂O₄＋6H⁺ = 2Mn²⁺＋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)，实验装置如图甲所示：

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

(1)该实验探究的是_________________________________因素对化学反应速率的影响。

(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(假设混合溶液的体积为50 mL)。

(3)小组同学发现反应速率变化如图乙，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_______________________________

Ⅱ：当温度高于500 K时，科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇，这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。回答下列问题：

(1)该反应的化学方程式为___________________________________

(2)在恒温恒容密闭容器中，判断上述反应达到平衡状态的依据是________________

a．体系压强不再改变           b．H₂的浓度不再改变

c．气体的密度不随时间改变     d．单位时间内消耗H₂和CO₂的物质的量之比为3∶1

Answer

浓度0.0052反应放热，温度升高2CO2＋6H2C2H5OH（g）＋3H2O（g）ab

【解析】

Ⅰ：（1）对比①②实验可知，探究的是浓度对化学反应速率的影响，故答案为：浓度；

（2）CO2的物质的量是：4.48mL×10-322.4mol/l=0.0002mol，设2min末，反应的MnO4-的物质的量为X，

2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O

       2                       10

       X                0.0002mol

解得 X=0.00004mol，30mL×10-3×0.01mol•L-1-0.00004mol=0.00026mol，c（MnO4-）=nv=0.00026mol0.05L=0.0052mol/L，故答案为：0.0052；

（3）影响化学反应速率的因素主要有温度、浓度、压强和催化剂，除催化剂之外，只能是温度升高导致反应速率加快，故答案为：该反应放热使反应温度升高；

Ⅱ：（1）当温度高于500K时，科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了1mol乙醇和水，该反应的化学方程式为：2CO2+6H2⇌CH3CH2OH（g）+3H2O（g），故答案为：2CO2+6H2⇌CH3CH2OH（g）+3H2O（g）；

（2）a．该反应中混合气体的物质的量减小，则体系压强一直在减小，当体系压强不再改变，能说明到达平衡，故a正确；b．H2的浓度不再改变，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故b正确；c．容器的体积不变，混合气体的质量不变，混合气体的密度始终不变，气体的密度不随时间改变，不能说明到达平衡，故c错误；d．单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3：1，指正反应方向，无法判断正逆反应速率是否相等，则不能说明到达平衡，故d错误；故答案为：ab。