Question

7．“碘钟”实验中，3I^-+S₂O${\;}_{8}^{2-}$═I${\;}_{3}^{-}$+2SO${\;}_{4}^{2-}$的反应速率可以用I${\;}_{3}^{-}$与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大．某探究性学习小组在20℃进行实验，得到的数据如下表：

实验编号	①	②	③	④	⑤
c（I-）/mol/L	0.040	0.080	0.080	0.160	0.120
c（S2O${\;}_{8}^{2-}$）/mol/L	0.040	0.040	0.080	0.020	0.040
t/s	88.0	44.0	22.0	44.0	t1

回答下列问题：
（1）该实验的目的是：研究反应物I^-与S₂O₈^2-的浓度对反应速率的影响．
（2）根据①、②、⑤三个实验的数据，推测显色时间t₁=29.3s．
（3）温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t₂的范围为A（填字母）．
A．＜22.0s       B．22.0～44.0s        C．＞44.0s    D．数据不足，无法判断
（4）通过分析比较上表数据，得到的结论反应速率与反应物起始浓度乘积成正比（或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比．

Answer 1

分析 （1）根据图表已知物理量判断；
（2）根据浓度与时间的关系对比后得出规律再计算；
（3）根据温度与反应速率的关系判断；
（4）根据图表中物理量对比得出结论．

解答 解：（1）图表中的物理量是反应物浓度与时间，通过分析知，反应物的浓度与时间成反比，浓度的变化量与时间的比值为速率，所以得出反应物浓度与反应速率的关系．
故答案为：研究反应物I^-与S₂O₈^2-的浓度对反应速率的影响．
（2）对比数据组①和②，可以看到，c （S₂O₈^2-）不变，c （I^-）增大到2倍时，反应时间缩短了一半，即反应速率加快了一倍；
对比实验①和⑤，实验⑤的c （I^-）为实验①的3倍，而c （S₂O₈^2-）保持不变，则由此可计算实验⑤的反应时间应为实验①反应时间的$\frac{1}{3}$，即t₁=88s×$\frac{1}{3}$=29.3s
（3）温度越高，化学反应速率越快，所用时间越短，故选A．
（4）对比数据组①和②，可以看到，c （S₂O₈^2-）不变，c （I^-）增大到2倍时，反应时间缩短了一半，即反应速率加快了一倍；
对比数据组②和③，可以看到，c （I^-）不变，c （S₂O₈^2-）增大到2倍时，反应时间缩短了一半，即反应速率也加快了一倍；
对比数据组③和④，可以看到，c （S₂O₈^2-）增大到2倍时，c （I^-）变为1/4倍时，反应时间增大了一倍，即反应速率减慢了一倍；
对比数据组对比数据组①和③，可以看到，c （I^-）和c （S₂O₈^2-）均增大到2倍时，反应时间为原反应时间的1/4，即反应速率加快了4倍．
可见两个反应物的浓度和反应速率之间的数学关系是：反应物浓度每增加一倍，反应时间就减少一倍，对于两个反应物来说都是如此，可得出结论：反应速率与反应物起始浓度乘积成正比．
故答案为：反应速率与反应物起始浓度乘积成正比或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比．

点评 该题图表的分析方法：先比较两组数据的不同点，再分析不同点说明的问题，从而确定它们之间关系．
如：①、②两组数据的不同点是c（I^-）和时间，浓度越大，时间越短，浓度的变化量与时间的比值为速率，所以浓度越大，反应速率越快．