题目内容

20.为了探究化学反应速率和化学反应限度的有关问题,某研究小组进行了以下实验
Ⅰ.以H2O2的分解反应为研究对象,实验方案与数据记录如表,t表示收集a mL O2所需的时间.
序号反应温度/℃c(H2O2)/mol•L-1V(H2O2)/mLm(MnO2)/gt/min
1202100t1
2202100.1t2
3204100.1t3
4402100.1t4
(1)设计实验2和实验3的目的是研究H2O2的浓度对化学反应速率的影响.
(2)为研究温度对化学反应速率的影响,可以将实验2和实验4(填序号)作对比.
(3)将实验1和实验2作对比,t1>t2(填“>”、“<”或“=”).
Ⅱ.以KI和FeCl3反应为例(2Fe3++2I-═2Fe2++I2)设计实验,探究此反应存在一定的限度.可选试剂:①0.1mol•L-1 KI溶液 ②0.1mol•L-1 FeCl3溶液
③0.1mol•L-1 FeCl2溶液 ④0.1mol•L-1 盐酸
⑤0.1mol•L-1 KSCN溶液 ⑥CCl4
实验步骤:(1)取5mL 0.1mol•L-1 KI溶液,再滴加几滴0.1mol•L-1 FeCl3溶液
(2)充分反应后,将溶液分成三份
(3)取其中一份,加试剂⑥,振荡,CCl4层显紫色,说明反应生成碘
(4)另取一份,加试剂⑤(填序号),现象溶液显血红色,说明此反应存在一定的限度.
Ⅲ.N2O4可分解为NO2.在100mL密闭容器中投入0.01mol N2O4,利用现代化学实验技术跟踪测量c(NO2),c(NO2)随时间变化的数据记录如图所示.

①反应容器中最后剩余的物质有N2O4和NO2,其中N2O4的物质的量为0.004mol.
②c(NO2)随时间变化的曲线表明,实验测得的化学反应速率在逐渐减小,从开始到平衡建立这段时间的平均反应速率为0.1mol/(L.s).

分析 Ⅰ.(1)表中数据不同点就是实验目的,根据表中数据知,实验2和实验3主要是双氧水的浓度不同;
(2)探究温度对化学反应速率的影响时,应该只有温度不同,其它因素完全相同;
(3)试验1和实验2相比较,2中使用了催化剂,其他条件相同;
Ⅱ.(4)加入0.1mol•L-1 KSCN溶液,如果溶液出现血红色,说明溶液中有没反应的FeCl3溶液,说明此反应为可逆反应;
Ⅲ.①因为N2O4(g)?2NO2为可逆反应,反应达平衡时,反应容器中最后剩余的物质有NO2、N2O4;再根据平衡图象计算N2O4的物质的量;
②v(NO2)=$\frac{△c}{△t}$.

解答 解:Ⅰ.(1)实验2和实验3中只有双氧水浓度不同,其它因素完全相同,所以实验目的是探究双氧水浓度对化学反应速率影响,故答案为:H2O2的浓度;
(2)要探究温度对化学反应速率的影响,应该只有温度不同,其它因素完全相同,根据表中数据知,实验2和实验4中温度不同其它因素相同,故答案为:2;4;
(3)试验1和实验2相比较,2中使用了催化剂,其他条件相同,催化剂加快反应速率,缩短反应达到平衡时间,所以t1>t2,故答案为:>;
Ⅱ.(4)加入0.1mol•L-1 KSCN溶液,如果溶液出现血红色,说明溶液中有没反应的FeCl3溶液,说明此反应为可逆反应,存在一定的限度,
故答案为:⑤;溶液显血红色;
III.①因为N2O4(g)?2NO2为可逆反应,反应达平衡时,反应容器中最后剩余的物质有NO2、N2O4;平衡时,n(NO2)=0.12mol/L×0.1L=0.012mol,则N2O4的物质的量为0.01mol-0.006mol=0.004mol,
故答案为:NO2、N2O4;0.004mol;
②v(NO2)=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.11mol/L-0}{1.1s}$=0.1mol/(L.s),
故答案为:0.1mol/(L.s).

点评 本题考查探究化学反应速率影响因素、化学反应速率计算、可逆反应判断等知识点,侧重考查学生实验操作、实验分析及计算能力,探究外界条件对化学反应速率影响时必须只有一个因素不同,否则无法得出正确结论,题目难度不大.

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5.甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素.该反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+═2Mn2++10CO2+8H2O
设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4):
甲组:通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小
某同学进行实验,实验装置如图1.其中A、B的成分见表
序号A溶液B溶液
①2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
②2mL 0.1mol/L H2C2O4溶液4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
③2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液4mL 0.01mol/L KMnO4溶液和少量MnSO4
(1)该实验的目的是探究草酸浓度和催化剂对化学反应速率的影响.
(2)实验开始前需要检查气密性.分液漏斗中A溶液应该一次性加入(填“一次性”或“逐滴滴加”)
(3)完成该实验还需要秒表(填仪器名称),实验结束后读数前需要移动量气管,使两个量气管的液面相平.
(4)请在图2中,画出实验②、③中CO2体积随时间变化的预期结果示意图.

乙组:通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响,某同学在室温下完成以下实验
实验编号1234
水/mL1050X
0.5mol/L H2C2O4/mL510105
0.2mol/L KMnO4/mL551010
时间/s402010---
(5)X=5,4号实验中始终没有观察到溶液褪色,你认为可能的原因是KMnO4过量.
(6)2号反应中,H2C2O4的反应速率为0.00625mol/(L•s).
(7)在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,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.某同学认为是放热导致溶液温度升高所致,重做3号实验,测定过程中溶液不同时间的温度,结果如表:
时间/s051015202530
温度/℃2526262626.52727
结合实验目的与表中数据,你得出的结论是温度不是反应速率突然加快的原因.
(8)从影响化学反应速率的因素看,你的猜想还可能是反应产物的影响.

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