Question

8．（1）已知Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O，甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响．设计实验一如下（所取溶液体积均为10mL）：

实验编号	实验温度/℃	c（Na2S2O3）/（mol•L-1）	c（H2SO4）/（mol•L-1）
①	25	0.1	0.1
②	25	0.2	0.1
③	25	0.1	0.2
④	50	0.2	0.1
⑤	50	0.1	0.1

其他条件不变时：探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验①⑤或②④（填实验编号）；
若同时选择实验①、实验②、实验③，测定混合液变浑浊的时间，可探究比较改变不同反应物的浓度对反应速率的影响对化学反应速率的影响．
（2）在一定温度下，若将4a mol H₂和2a mol N₂放入V L的密闭容器中，5min后测得N₂的转化率为50%，则该段时间用H₂表示的反应速率为$\frac{3a}{5V}$ mol/（L•min）．
实验二：已知2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O+10CO₂↑，在开始一段时间内，反应速率较小，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显增大．
（3）针对上述现象，某同学认为该反应放热，导致溶液温度上升，反应速率增大．从影响化学反应速率的因素看，你猜想还可能是催化剂（或硫酸锰或Mn²⁺的催化作用）的影响．
（4）若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外，可以在反应一开始时加入B（填字母序号）．
A．硫酸钾      B．硫酸锰     C．氯化锰       D．水．

Answer 1

分析 实验一：（1）探究温度对速率的影响时，其他条件要保持不变，使温度成为唯一变量，实验①、实验②和实验③的温度相同，浓度不同，反应物的浓度为变量；
（2）利用三段法结合v=$\frac{△C}{△t}$计算氢气的反应速率；
实验二：（3）影响反应速率的因素除了浓度、温度外，催化剂也影响反应速率；
（4）根据反应方程式可知，反应产物中锰离子随着反应的进行，浓度变化较大，反应前加入硫酸锰，根据反应速率大小判断锰离子是否在该反应中起到催化作用．

解答 解：实验一：（1）其他条件不变探究温度对化学反应速率的影响时，要让浓度保持一致，温度成为唯一变量，①⑤和②④这两组浓度一致，因此可选①⑤或②④，实验①、实验②和实验③的温度相同，浓度不同，因此探究的是浓度对化学反应速率的影响，
故答案为：①⑤或②④；比较改变不同反应物的浓度对反应速率的影响；
（2）由4amolH₂和2amolN₂放入VL的密闭容器中，充分反应后测得N₂的转化率为50%，则
　　　　　    N₂ +3H₂ ?2NH₃
开始mol/L　 2×$\frac{a}{v}$    4×$\frac{a}{v}$      0
转化mol/L 　 $\frac{a}{v}$      3×$\frac{a}{v}$     2×$\frac{a}{v}$
平衡mol/L 　 $\frac{a}{v}$       $\frac{a}{v}$       2×$\frac{a}{v}$
用H₂表示的反应速率为$\frac{3a}{\frac{v}{5min}}$=$\frac{3a}{5V}$ mol/（L•min）
故答案为：$\frac{3a}{5V}$ mol/（L•min）；
实验二：（3）对化学反应速率影响最快的是催化剂，故猜想还可能是催化剂的影响，
故答案为：催化剂（或硫酸锰或Mn²⁺的催化作用）；
（4）反应方程式2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O+10CO₂↑中，浓度变化较大的为锰离子，所以选择的可以做催化剂的试剂应该含有锰离子的硫酸盐，故只有B正确，
故答案为：B．

点评 本题考查外界条件对化学反应速率的影响，探究单一条件对速率的影响时，要让此条件成为唯一变量，题目难度不大．