题目列表(包括答案和解析)
草酸是一种重要的试剂。下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验。
(1)为证明浓度对反应速率的影响,曾有教科书《化学反应原理》设计了如下实验:取两支试管,各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液,分别向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL,记录溶液褪色所需时间。
实验中发生反应的离子方程式为: ;
预期现象是:
①溶液的颜色由 色变为 色,
②其中加入 mol·L-1H2C2O4的那支试管中的溶液先变色。
然而实验结果并不尽如人意。实验过程颜色复杂,且褪色先缓慢,后逐渐加快;最大的问题是草酸浓度大,反应速率却更慢。
本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响?适宜的条件是怎样的?某校一研究小组对此进行了探究。下面是他们的实验报告的一部分:
表1 试验安排及结果
|
实验 编号 |
A(KMnO4溶液浓度/mol·L-1) |
B(草酸溶液浓度/mol·L-1) |
C(硫酸溶液浓度/mol·L-1) |
褪色时间/s |
|
1 |
3 |
3 |
1 |
336 |
|
2 |
1 |
2 |
3 |
82 |
|
3 |
3 |
1 |
3 |
76 |
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4 |
1 |
3 |
2 |
133 |
|
5 |
2 |
3 |
3 |
102 |
|
6 |
3 |
2 |
2 |
156 |
|
7 |
2 |
2 |
1 |
300 |
|
8 |
2 |
1 |
2 |
115 |
|
9 |
1 |
1 |
1 |
200 |
应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析,结果如下表
表2 各因素水平的数据处理结果
|
|
A(KMnO4溶液) |
B(草酸溶液) |
C(硫酸溶液) |
||||||
|
浓度/mol·L-1 |
0.005 |
0.010 |
0.015 |
0.1 |
0.5 |
0.9 |
6 |
12 |
18 |
|
平均褪色时间/s |
138.3 |
172.3 |
189.3 |
130.3 |
179.3 |
190.3 |
278.7 |
134.7 |
86.7 |
(2)由表2可知,三因素中, 的浓度(选填“A、B或C”,下空同)对反应速率影响显著,而 的浓度对反应速率的影响不显著。
(3)由表2可知,当高锰酸钾浓度为 mol·L-1、草酸浓度为 mol·L-1时,反应最快。即因素A、B的较适宜实验条件得以确定。
根据以上实验结果,该小组同学继续探究硫酸的浓度是怎样影响本反应速率的,测得如下实验结果:
表3 不同硫酸浓度下的褪色时间
|
c(H2SO4)/mol·L-1 |
18 |
16 |
14 |
12 |
10 |
8 |
6 |
|
褪色时间/s |
67 |
83 |
90 |
103 |
129 |
146 |
200 |
(4)根据课堂实验的合适时间,可选溶液的褪色时间约为1分钟和2分钟的两份溶液,即此时硫酸的浓度为 mol·L-1和 mol·L-1,这也有利于观察这两个反应速率的差异。
结论:草酸与酸性高锰酸钾溶液的反应,可作为课堂实验探究浓度对反应速率的影响。
影响化学反应速率的因素很多,某校化学小组用实验的方法进行探究。
实验一:他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol·L-1、2 mol·L-1、18.4 mol·L-1)设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
甲同学的实验报告如下表:
|
实验步骤 |
现象 |
结论 |
|
①分别取等体积的2 mol·L-1的硫酸于试管中 ②____________ |
反应速率Mg>Fe,Cu不反应 |
金属的性质越活泼,反应速率越快 |
![]()
(1)甲同学表中实验步骤②为____________________________。
(2)甲同学的实验目的是____________________________________________________
________________________________________________________________________;
要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是____________。乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用如图所示装置进行定量实验。
(3)乙同学在实验中应该测定的数据是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是____________
________________________________________________________________________,
该实验中不选用某浓度的硫酸,理由是______________________________________
________________________________________________________________________。
实验二: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。
(5)针对上述实验现象,丙同学认为KMnO4与H2C2O4反应放热,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,你猜想还可能是______________的影响。
(6)若用实验证明你的猜想,除高锰酸钾酸性溶液、草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是________(填字母)。
A.硫酸钾 B.硫酸锰
C.二氯化锰 D.水
影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。
实验一:他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol·L-1、2 mol·L-1、18.4 mol·L-1),设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
甲同学研究的实验报告如下表:
|
实验步骤 |
现象 |
结论 |
|
①分别取等体积的2 mol·L-1硫酸于试管中; ②分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg。 |
反应快慢:Mg>Fe>Cu |
反应物的性质越活泼,反应速率越快 |
![]()
(1)该同学的实验目的是________________________;要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是________________________________________。
(2)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用上图装置进行定量实验。完成该实验应选用的实验药品是____________________________;应该测定的实验数据是________________________________________________________________________。
实验二:已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较慢,溶液退色不明显;但不久突然退色,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,你猜想还可能是________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________。
A.硫酸钾 B.硫酸锰
C.氯化锰 D.水
I.飞机尾气中的NO会破坏臭氧层。利用催
化剂可使尾气中的NO和CO发生反应2NO +2CO
2CO2:+N2;△H<0。已知增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积.对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中
实验编号 | T(℃) | NO初始浓度(mol/L) | CO初始浓度(mol/L) | 催化剂的比表面积(m2/g) |
Ⅰ | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
Ⅱ | 1.20×10-3 | 124 | ||
Ⅲ | 350 | 5.80×10-3 |
(1)请填全表中的各空格。
(2)请在右边给出的坐标图中,画出上表中的三
个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变
化的趋势曲线图,并标明各条曲线的实验编号。
II.汽车内燃机工作时产生的高温会引起N2和O2的反应:
N2(g)+O2(g)
=2NO(g)是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。
2000C时,向容积为2L的密闭容器中充入10molN2与5mol O2,达到平衡后NO的物质的量为2mol,则该反应的平衡常数K=___ _ 。该温度下,若开始时向上述容器中充入1 molN2和一定量的O2,平衡时O2与NO的物质的量恰好相等,则平 衡时N2的物质的量是 。
| 实验编号 | T/℃ | NO初始浓度 mol?L-1 | CO初始浓度 mol?L-1Com] | 催化剂的比表面积 ㎡?g-1 |
| Ⅰ | 280 | 1.2×10-3 | 5.8×10-3 | 82 |
| Ⅱ | 124 | |||
| Ⅲ | 350 | 124 |
| 试剂组合序号 | 固体试剂(g) | NH3体积(ml) | |
| a | 12.0gCa(OH)2(过量) | 10.8gNH4Cl | 2688 |
| b | 10.8g(NH4)2SO4 | 2728 | |
| c | 12.0gNaOH(过量) | 10.8gNH4Cl | 3136 |
| d | 10.8g(NH4)2SO4 | 3118 | |
| e | 12.0gCaO(过量) | 10.8gNH4Cl | 3506 |
| f | 10.8g(NH4)2SO4 | 3584 | |
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