Question

【题目】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+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。某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，设计方案如下（KMnO4溶液已酸化）：

实验序号	A溶液	B溶液
①	20mL 0.lmol·L-l H2C2O4溶液	30mL 0.01mol.L-l KMnO4溶液
②	20mL 0.2mol·L-l H2C2O4溶液	30mL 0.01mol.L-l KMnO4溶液

(1)该实验探究的是______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_____（填实验序号）。

(2)若实验①在2min末注射器的活塞向右移动到了b mL的位置，则这段时间的反应速率可表示为v(CO2)=______mL/min。若实验②在t min收集了4.48×10-3L CO2（标准状况下），则t min末c(MnO4-)=______。

(3)该小组同学发现反应速率总是如图二，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：①___________、②___________。

(4)已知草酸是一种二元弱酸，其电离常数K1=5.4×10-2、K2=5.4×10-5，写出草酸的电离方程式_______、________。试从电离平衡移动的角度解释K1>>K2的原因_______________。

Answer 1

【答案】 草酸的浓度 ②＞① (b-20)/2 5.2×10－3mol/L 产物Mn2+是反应的催化剂 反应放热 H2C2O4H++ HC2O4－ HC2O4－H++ C2O42－ 前一步电离出的H+对后面的电离有抑制作用

【解析】试题分析：本题考查设计实验方案探究外界条件对化学反应速率的影响，化学反应速率的计算以及外界条件对化学反应速率的影响，多元弱酸的电离平衡。

（1）分析实验①和实验②，所用KMnO4溶液是等体积、等浓度，所用H2C2O4溶液体积相同、浓度不同，所以该实验的目的是探究H2C2O4的浓度对化学反应速率的影响。由于实验①中H2C2O4溶液的浓度比实验②中低，实验①的反应速率比实验②慢，相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是②①。

（2）实验①向锥形瓶中加入20mL的H2C2O4溶液，活塞会向右移动20mL，在2min末注射器的活塞向右移动到了b mL的位置，则收集到CO2的体积为（b-20）mL，则这段时间的反应速率可表示为υ(CO2)=（b-20）mL2min=(b-20)/2mL/min。若实验②在t min收集了4.48×10-3L CO2（标准状况下），n（CO2）=4.48×10-3L22.4L/mol=210-4mol，根据离子方程式反应消耗的n（MnO4-）=410-5mol，tmin末c(MnO4-)=(0.01mol/L0.03L-410-5mol) (0.02L+0.03L)=0.0052mol/L。

（3）随着时间的推移，反应物浓度减小，化学反应速率会变慢，t1～t2时间内速率变快不是浓度引起的；由于该反应中没有气体参与，t1～t2时间内速率变快也不是压强引起的；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，温度升高反应速率加快。

（4）草酸是一种二元弱酸，其电离方程式为H2C2O4H++ HC2O4－、HC2O4－H++ C2O42－。K1>>K2的原因是前一步电离出的H+对后面的电离有抑制作用。