Question

【题目】（1）某小组拟用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液的反应（此反应为放热反应）来探究“条件对化学反应速率的影响，并设计了如下的方案记录实验结果（忽略溶液混合体积变化）。

限选试剂和仪器：0.20 mol/L H2C2O4溶液、0.010 mol/L KMnO4溶液（酸性）、MnSO4、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽。

物理量 编号	V（0.20 mol/L H2C2O4溶液）/mL	V（蒸馏水）/mL	V（0.010 mol/L酸性KMnO4溶液）/mL	m（MnSO4）/g	T/℃	乙
①	2.0	0	4.0	0	50
②	2.0	0	4.0	0	25
③	1.5	a	4.0	0	25
④	2.0	0	4.0	0.1	25

回答下列问题：

①写出上述反应的离子方程式：________________________。

②上述实验①②是探究____________对化学反应速率的影响；上述实验②④是探究____________对化学反应速率

影响。若上述实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则a为______________；表格中的“乙”填写t/s，其测量的是______________________。

③实验①中对“乙”重复测量三次，所得数值分别13.6，13.5，13.4。忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v(KMnO4)＝___________ 。

④已知实验①50℃时c(MnO)～反应时间t的变化曲线如图I。若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出实验②25℃时c(MnO)～t的变化曲线示意图。______________

　　

（2）测定中和热的实验装置如图II所示。

①写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式_______________________（中和热数值为57.3 kJ/mol）：

②取60mL0.50mol/L NaOH溶液和50mL0.50mol/L硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。

实验次数	起始温度t1/℃			终止温度 t2/℃	温度差 （t2-t1）/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	29.9
2	26.2	26.4	26.3	30.6
3	25.9	25.9	25.9	29.5
4	26.4	26.2	26.3	30.0

近似认为0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。则中和热△H=________________________kJ/mol（列出计算式）。

③能引起中和热偏高的原因是（填字母）__________。

A．实验装置保温、隔热效果差

B．量取NaOH溶液的体积时仰视读数

C．用50mL0.50mol/L醋酸代替了硫酸进行反应，

D．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度

E. 量取硫酸溶液的体积时仰视读数

Answer 1

【答案】 2MnO4－+5H2C2O4+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O 温度 催化剂 0.5 溶液褪色所需时间 5.0×10－4 mol·L－1·s－1 1/2H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)＋H2O(l) △H＝－57.3kJ/mol 或H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)= Na2SO4(aq)＋2H2O(l) △H＝－114.6kJ/mol A

【解析】试题分析：（1）MnO4-被H2C2O4还原为Mn2+，H2C2O4被氧化为CO2气体；②实验①②的变量是温度；实验④比实验②多加0.1g催化剂 MnSO4；实验②③是探究H2C2O4溶液浓度对化学反应速率的影响，应控制KMnO4的浓度相同；要计算反应速率，需测量高锰酸钾溶液褪色所需时间；③根据 计算v(KMnO4)；④实验②的反应温度比实验①低，所以反应速率慢，褪色消耗时间多；（2）①中和热是生成1mol水放出的热量；②第2次实验数据明显偏离正常的误差范围，根据1、3、4三次实验数据计算平均温度差，根据Q=mc△T计算60mL0.50mol/L NaOH溶液和50mL0.50mol/L硫酸溶液反应放出的热量；③中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量，依据Q=Q=mc△T来逐项分析。

解析：（1）MnO4-被H2C2O4还原为Mn2+，H2C2O4被氧化为CO2气体，反应的离子方程式是2MnO4－+5H2C2O4+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O；②实验①②的变量是温度，所以实验①②是探究温度对化学反应速率的影响；实验④比实验②多加0.1g催化剂 MnSO4，所以实验②④是探究催化剂对化学反应速率影响；实验②③是探究H2C2O4溶液浓度对化学反应速率的影响，应控制KMnO4的浓度相同，所以需要加入0.5mL蒸馏水，故a=0.5；要计算反应速率，需测量高锰酸钾溶液褪色所需时间；③三次实验平均用时13.5s；④实验②的反应温度比实验①低，所以反应速率慢，褪色消耗时间多，所以图像是；

（2）①中和热是生成1mol水放出的热量，稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式是H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)= Na2SO4(aq)＋2H2O(l) △H＝－114.6kJ/mol；②第2次实验明显偏离正常的误差范围，根据1、3、4三次实验数据，平均温度升高3.7℃，根据Q=mc△T，60mL0.50mol/L NaOH溶液和50mL0.50mol/L硫酸溶液反应放出的热量是(50+60)g4.18 J/(g·℃) 3.7℃ kJ /J，60mL0.50mol/L NaOH溶液和50mL0.50mol/L硫酸溶液反应生成水的物质的量是0.06L 0.5mol/L，则△H= ；③A．实验装置保温、隔热效果差，测得中和热偏小，故A错误；B．量取NaOH溶液的体积时仰视读数，量取的氢氧化钠偏多，生成水的物质的量多，所以放出热量多，测得中和热数值偏大，故B正确；

C．用50mL0.50mol/L醋酸代替了硫酸进行反应，醋酸是弱酸，醋酸的电离是吸热的过程，所以导致实验测得中和热的数值偏小，故C错误；D．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度，会发生酸和碱的中和，温度计示数变化值减小，所以导致实验测得中和热的数值偏小，故D错误。E.由于硫酸本身就过量，量硫酸溶液的体积时仰视读数，生成水的物质的量不变，放热不变，实验测得中和热的数值无影响，故E错误。