Question

【題目】Ⅰ.用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反應研究影響反應速率的因素，離子方程式為2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。一實驗小組欲通過測定單位時間內生成CO2的速率，探究某種影響化學反應速率的因素，設計實驗方案如下(KMnO4溶液已酸化)：

實驗序號	A溶液	B溶液
①	20mL 0.1mol·L-1H2C2O4溶液	30mL 0.1 mol·L-1KMnO4溶液
②	20mL 0.2mol·L-1H2C2O4溶液	30mL 0.1mol·L-1KMnO4溶液

（1）該實驗探究的是____因素對化學反應速率的影響。如圖一，相同時間內針筒中所得的CO2體積大小關系是___（填實驗序號）。

（2）若實驗①在2min末收集了2.24mLCO2(標準狀況下)，則在2min末，c(MnO4-)___ mol·L-1(假設混合液體積為50mL)。

（3）除通過測定一定時間內CO2的體積來比較反應速率外，本實驗還可通過測定___來比較化學反應速率。

（4）小組同學發現反應速率總是如圖二，其中t1～t2時間內速率變快的主要原因可能是①產物MnSO4是該反應的催化劑、②_____。

Ⅱ.一定溫度下，將一定量的N2和H2充入固定體積的密閉容器中進行反應：

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。

（1）下列描述能說明該可逆反應達到化學平衡狀態的有___。

A.容器內的壓強不變

B.容器內氣體的密度不變

C.相同時間內有3mol H-H鍵斷裂，有6mol N-H鍵形成

D.c(N2)：c(H2)：c(NH3)＝1：3：2

E.NH3的質量分數不再改變

（2）若起始時向容器中充入10mol ·L-1的N2和15mol ·L-1的H2，10min時測得容器內NH3的濃度為1.5mol ·L-1。10min內用N2表示的反應速率為___；此時H2的轉化率為___。

Answer 1

【答案】濃度 ②＞① 0.0596mol/L 測定生成相同體積的CO2所需時間或相同時間內KMnO4溶液顏色變化的程度 該反應放熱 AE 0.075mol/( L·min) 15%

【解析】

Ⅰ.（1）①和②實驗中，KMnO4溶液的濃度和體積均相同，但H2C2O4溶液的濃度不同，所以該實驗探究的是濃度對化學反應速率的影響。由于②中草酸的濃度大于①中草酸的濃度，所以相同時間內針筒中所得的CO2體積②大于①；

（2）若實驗①在2min末收集了標準狀況下2.24mLCO2(即1×10-4mol)，根據化學方程式，消耗的MnO4-為2×10-5mol，原有MnO4-的物質的量為0.003mol，則在2min末，剩余的MnO4-的物質的量為2.98×10-3mol，c(MnO4-)=2.98×10-3mol/0.05L=0.0596mol/L；

（3）除通過測定一定時間內CO2的體積來比較反應速率外，本實驗還可通過測定生成相同體積的CO2所需時間或相同時間內KMnO4溶液顏色變化的程度來比較化學反應速率；

（4）反應開始時反應速率增大，可能的原因除了產物MnSO4是該反應的催化劑外，還可能是由于反應放熱，溫度升高，使反應速率增大；

Ⅱ.（1）A.此反應是反應前后氣體分子數不相等的反應，所以當容器內的壓強不變時，混合氣的總物質的量不變，達到了平衡狀態，故A正確；

B.氣體密度等于混合氣的總質量除以容器體積，此反應的反應物和生成物都是氣體，根據質量守恒，混合氣的總質量是不變的，而容器的體積也是固定的，所以容器內氣體的密度一直不變，所以混合氣的密度不變不能作為此反應達到平衡狀態的判斷依據，故B不正確；

C.相同時間內有3mol H-H鍵斷裂，必然有6mol N-H鍵形成，故C不正確；

D.平衡時，各物質的物質的量濃度不再改變，而不是各物質的濃度之比等于方程式的系數比，故c(N2)：c(H2)：c(NH3)＝1：3：2不能作為達到平衡狀態的判斷標準，故D不正確；

E.平衡時，各物質的質量分數都不再變化，所以NH3的質量分數不再改變可以作為達到平衡的判斷標準，故E正確；

故選AE。

（2）若起始時向容器中充入10mol ·L-1的N2和15mol ·L-1的H2，10min時容器內NH3的濃度為1.5mol ·L-1。即NH3的濃度增加了1.5mol ·L-1，所以N2的濃度變化量為0.75mol ·L-1，10min內用N2表示的反應速率為=0.075mol/( L·min)；NH3的濃度增加了1.5mol ·L-1，所以反應的H2為2.25mol ·L-1，此時H2的轉化率為×100%=15%。