Question

（一）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，通过

（一）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，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢．限选试剂与仪器：0.20mol/LH2C2O4溶液，0.010mol/L 酸性KMnO4溶液，蒸馏水，锥形瓶，恒温水浴槽，量筒，秒表．该小组设计了如下的方案． 物理量 H2C2O4溶液酸性KMnO4溶液温度/℃ 浓度/mol?L-1体积/mL浓度/mol?L-1体积/mL①00.202.00.0104.050②00.202.00.0104.025③ 0.0104.025（1）已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4．为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为：n（H2C2O4）：n （KMnO4）≥______．（2）实验③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）=______ mol?L-1?min-1．（3）请完成表格内五处空白．（4）已知50℃时c（MnO4-）～反应时间t的变化曲线如图1，其中反应速率最快的阶段是______，原因是______．（二）利用图2（a）和（b）中的信息，按图2（c）装置（连通的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验．可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的______（填“深”或“浅”），其原因是______．

Answer 1

（一）（1）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2（4-3）价，所以每消耗1mol H₂C₂O₄转移2mol电子；为了观察到紫色褪去，高锰酸钾的物质的量应该少量，即c（H₂C₂O₄）：c（KMnO₄）≥

5

2

=2.5，
故答案为：2.5；
（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：

0.010mol/L×0.004L

0.002L+0.004L

=

2

3

×0.010mol/L，
这段时间内平均反应速率v（KMnO₄）=

2 3 ×0.010mol/L

40S 60S/min

=0.010mol?L^-1?min^-1=1.0×10^-2mol?L^-1?min^-1，
故答案为：0.010或1.0×10^-2；
（3）三组实验中高锰酸钾的浓度、体积均相等，为了探究草酸浓度对反应速率的影响，可以加蒸馏水来改变草酸的浓度，所以，第一列的物理量为蒸馏水，实验③可以加1mL的蒸馏水改变草酸的浓度，以便与实验②作对比，补充完整为：

物理量	蒸馏水	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		温度/℃
	体积（mL）	浓度/mol?L-1	体积/mL	浓度/mol?L-1	体积/mL
①	0	0.20	2.0	0.010	4.0	50
②	0	0.20	2.0	0.010	4.0	25
③	1.0	0.20	1.0	0.010	4.0	25

故答案为：

物理量	蒸馏水	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		温度/℃
	体积（mL）	浓度/mol?L-1	体积/mL	浓度/mol?L-1	体积/mL
①	0	0.20	2.0	0.010	4.0	50
②	0	0.20	2.0	0.010	4.0	25
③	1.0	0.20	1.0	0.010	4.0	25

；
（4）从图象可以看出t₁-t₂阶段斜率最大，c（MnO₄^-）变化最大，说明此时段反应速率最快，由于反应物的浓度变小，可以推测是催化剂的影响，可推测是生成物做了催化剂，
故答案为：t₁-t₂；生成物MnSO₄是该反应的催化剂；
（2）由图a可知，1mol过氧化氢总能量高于1mol水与0.5mol氧气总能量，故过氧化氢分解是放热反应，由图b可知，2mol二氧化氮的能量高于1mol四氧化二氮的能量，故二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，所以图c中，右侧烧杯的温度高于左侧，升高温度使2NO₂（红棕色）?N₂O₄（无色）△H＜0，向逆反应方向移动，即向生成NO₂移动，故B瓶颜色更深，
故答案为：深；2NO₂（红棕色）?N₂O₄（无色），△H＜0是放热反应，且双氧水的分解反应也是放热反应．当右边双氧水分解时放出的热量会使B瓶升温，使瓶中反应朝逆反应方向移动，即向生成NO₂移动，故B瓶颜色更深．