题目内容

20．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”．实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢，设计方案中一组数据如表：
编号H2C2O4溶液酸性KMnO溶液温度℃
浓度/（mol•L-1）体积/mL浓度/（mol•L-1）体积/mL
①0.102.00.0104.025
（1）已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4溶液转化为MnSO4，标况下，每生成89.6LCO2气体，转移4mol电子．写出H2C2O4与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O．
（2）实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s，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）=0.010mol•L-1•min-1．

分析 （1）根据题中信息及化合价升降法配平反应的化学方程式，将该化学方程式改成离子方程式即可；然后根据电子守恒计算出生成89.6LCO2气体转移的电子数；
（2）先根据H2C2O4和高锰酸钾的物质的量判断过量，然后根据不足量及反应速率表达式计算出反应速率．

解答 解：（1）根据反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，利用化合价升降相等写出反应的化学方程式为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑，改写成离子方程式为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O；
H2C2O4中碳元素的化合价为+3价，变成二氧化碳后化合价总共升高了（4-3）=1价，所以每生成89.6LCO2气体转移$\frac{89.6L}{22.4L/mol}$=4mol电子，
故答案为：4；5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O；
（2）草酸的物质的量为：0.10mol•L-1×0.002L=0.0002mol，高锰酸钾的物质的量为：0.010mol•L-1×0.004L=0.00004mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为：0.0002mol：0.00004mol=5：1，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为：$\frac{0.010mol/L×0.004L}{0.002L+0.004L}$=$\frac{2}{3}$×0.010mol/L，
这段时间内平均反应速率v（KMnO4）=$\frac{\frac{2}{3}×0.01}{\frac{40}{60}}$=0.010mol•L-1•min-1，
故答案为：0.010．

点评 本题考查了探究温度、浓度对反应速率的影响，题目难度中等，注意掌握温度、浓度、压强等对反应速率的影响，试题侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力．

练习册系列答案
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18．配合物[Cu（CH3C≡N）4]BF4是双烯合成反应的催化剂，它被浓硝酸分解的化学方程式为：[Cu（CH3C≡N）4]BF4$\stackrel{HNO_{3}}{→}$Cu2++H3BO3+CO2↑+HF…（未配平）．
（1）Cu2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9；铜与氮形成的一种化合物品胞结构如图所示，则该化合物的化学式为Cu3N．
（2）1mol H3BO3分子中含有氢键的数目为3mol．
（3）Na与CO2分子互为等电子体，N3-的结构式可表示为N2O（CO2、CS2等）．
（4）配合物[Cu（CH3C≡N）4]BF4中：
①配体Cu（CH3C≡N分子中碳原子杂化轨道类型为sp、sp3杂化．
②[Cu（CH3C≡N）4]+的结构可用示意图表示为（不考虑空间构型）．
19．Na、Al、Fe都是重要的金属元素．下列说法正确的是（　　）
A．氧化物都是碱性氧化物B．氢氧化物都是白色固体
C．单质都可以与水反应D．单质在空气中都形成致密氧化膜
8．按要求书写热化学方程式：
（1）由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气，放热241.8kJ．写出该反应的热化学方程式H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（g）△H=-241.8kJ/mol．若9g水蒸气转化成液态水放热22kJ，则反应H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（l）的△H=-285.5 kJ•mol-1．
（2）已知稀溶液中，1mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H2SO4（aq）=$\frac{1}{2}$Na2SO4（aq）+H2O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（3）25oC、101kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷（C4H10）气体放出热量为Q kJ，经测定，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25g白色沉淀，写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式C4H10（g）+$\frac{13}{2}$O2（g）=4CO2（g）+5H2O（l）△H=-16QkJ/mol．
（4）已知下列热化学方程式：
①CH3COOH（l）+2O2（g）═2CO2（g）+2H2O（l）△H1=-870.3kJ•mol-1
②C（s）+O2（g）═CO2（g）△H2=-393.5kJ•mol-1
③H2（g）+1/2O2（g）═H2O（l）△H3=-285.8kJ•mol-1
写出由C（s）、H2（g）和O2（g）经合生成CH3COOH（l）的热化学方程式2C（s）+2H2（g）+O2（g）=CH3COOH（l）△H=-488.3kJ/mol．
（5）已知拆开1mol H-H键、1mol N-H键，1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2（g）与H2（g）反应生成1mol NH3（g）的热化学方程式是N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ•mol-1．
15．断裂1mol化学键所需的能量如表：
化学键N-NO=ON≡NN-H
键能（kJ）154500942a
火箭燃料肼（H2N-NH2）的有关化学反应的能量变化如图所示，则下列说法错误的是（　　）
A．N2比O2稳定
B．N2H4（g）+O2（g）?N2（g）+2H2O（g）△H=-534 kJ•mol-1
C．表中的a=194
D．图中的△H3=+2218 kJ•mol-1
5．碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用0.50mol•L-1KI、0.2%淀粉溶液、0，.20mol•L-1K2S2O8、0.10mol•L-1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响．
已知：
S2O82-+2I-═2SO42-+I2（慢）     
I2+2S2O32-═2I-+S4O62- （快）
（1）向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的Na2S2O3耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S2O32-与S2O82-初始的物质的量需满足的关系为：n（S2O82-）：n（S2O32-）$＞\frac{1}{2}$．
（2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如表：
实验
序号		体积V/ml
K2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液
①10.00.04.04.02.0
②9.01.04.04.02.0
③8.0Vx4.04.02.0
表中Vx=2.0 ml，理由是保证反应物K2S2O8浓度改变，而其他的条件不变，才能达到实验目的．
（3）已知：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑，在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，发现开始一段时间，反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快．
①针对上述实验现象，某同学认为KMnO4与H2C2O4反应是放热反应，导致溶液温度升高，反应速率加快．从影响化学反应速率的因素看，你的猜想还可能是生成的锰离子有催化作用的影响．
②若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外，还需要选择的试剂最合理的是C．
A．硫酸钾         B．氯化锰         C．硫酸锰          D．水．
12．排放SO2、NO等大气污染物是产生雾霾的因素之一．如何处理和利用SO2、NO是环保科学研究的热点．
（1）将物质的量之比为1：1的NO、NO2气体通人冰水中生成HNO2（亚硝酸）．某温度T下，0.2mol•L-1HNO2溶液的pH=2，则该温度下，HNO2的电离常数Ka（HNO2）≈5.3×10-4（保留一位小数）．
（2）“脱硝”是指将NO2转化成N2．已知：
①4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g）△H1
②8NH3（g）+6NO2（g）═7N2（g）+12H2O（g）△H2
③N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H3
④2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H4
△H2=2△H1+3△H3-3△H4 （用含△H1、△H3、△H4代数式表示）．
（3）利用电解法将雾霾中SO2、NO转化为（NH4）2SO2的装置如图1所示，写出阴极的电极反应式：NO+5e-+6H+═NH4++H2O．

（4）一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入等物质的量的NO2和SO2气体反应（产物为两种气体），测得混合气体中NO2、SO3气体的物质的量与时间关系如图2所示．
①下列情况说明该反应达到平衡状态的是CD（填字母）．
A．混合气体的密度不再改变
B．混合气体的平均相对分子质量不再改变
C．混合气体中NO2体积分数不再改变
D．混合气体的颜色不再改变
②若其他条件不变，达到平衡后，向容器中再充入1mol SO2（g）和1mol NO2（g），平衡不（填“向左”“向右”或“不”）移动，SO2的平衡转化率不变（填“增大”“减小”或“不变”）．
③上述反应中，在0～2min内SO2的平均反应速率v（SO2）=0.15mol/（L．min）．
④在该温度下，该反应的平衡常数K=$\frac{4}{9}$（结果保留两位小数）．
9．下列说法正确的是（　　）
A．${\;}_{6}^{12}$C、${\;}_{6}^{13}$C、${\;}_{6}^{14}$C三种核素互为同素异形体
B．苯甲醇和邻甲基苯酚的分子式相同，化学性质也相同
C．等质量的甲烷按a、b两种途径完全转化，途径a比途径b消耗更多的O2
途径a：CH4$→_{催化重整}^{H_{2}O}$CO+H2$→_{燃烧}^{O_{2}}$CO2+H2O；途径b：CH4$→_{燃烧}^{O_{2}}$CO2+H2O
D．铁表面镀铜时，铜与电源的正极相连，铁与电源的负极相连
10．某有机物的结构简式如图所示，下列有关该有机物的说法正确的是（　　）
A．分子中含有两种官能团
B．可使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，且原理相同
C．该有机物的分子式为C10H16O3
D．与钠和氢氧化钠溶液都能发生反应，且得到的产物相同

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