Question

某化學(xué)小組為了研究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
【實(shí)驗(yàn)原理】2KMNO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及記錄】

實(shí)驗(yàn) 編號	室溫下，試管中所加試劑及用量/mL				室溫下，溶液褪至無色所需時(shí)間/min
	0.6mol/L H2C2O4溶液	H2O	0.2mol/L KMnO4溶液	3mol/L H2SO4溶液
1	3.0	2.0	3.0	2.0	4.0
2	3.0	3.0	2.0	2.0	5.2
3	3.0	4.0	1.0	2.0	6.4

試回答：
根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是

其他條件相同時(shí)，增大KMnO₄濃度反應(yīng)速率增大

，試從活化分子和有效碰撞角度解釋該結(jié)論

反應(yīng)物濃度增大，單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)增多，有效碰撞幾率增大，反應(yīng)速率增大

．
該小組同學(xué)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了n（Mn²⁺）隨時(shí)間變化趨勢的示意圖，如圖甲所示．但有同學(xué)查閱已有的資料發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)過程中n（Mn²⁺）隨時(shí)間變化的趨勢如圖乙所示．該小組同學(xué)根據(jù)乙圖所示信息提出了新的假設(shè)，并繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．

該小組同學(xué)提出的假設(shè)是

生成物中的MnSO₄（或Mn²⁺）為該反應(yīng)的催化劑

請你幫助該小組同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)方案，并填寫下表中的空白

實(shí)驗(yàn) 編號	室溫下，試管中所加試劑及用量/mL				再向試管中加入少量固體	室溫下，溶液褪至無色所需時(shí)間/min
	0.6mol/L H2C2O4溶液	H2O	0.2mol/L KMnO4溶液	3mol/L H2SO4溶液
4	3.0	2.0	3.0	2.0	MnSO4 （填寫所加甲固體的化學(xué)式）	t

若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，應(yīng)觀察到的現(xiàn)象為

與實(shí)驗(yàn)1比較，溶液褪色的時(shí)間小于4min

．

Answer 1

分析：（1）從表中數(shù)據(jù)可知改變的條件是KMnO₄濃度；反應(yīng)物濃度增大，單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)增多，有效碰撞幾率增大；
（2）由圖乙可知反應(yīng)開始后速率增大的比較快，作對比實(shí)驗(yàn)，其它條件相同時(shí)加入MnSO₄，若反應(yīng)加快，說明Mn²⁺是催化劑．

解答：解：（1）從表中數(shù)據(jù)可知改變的條件是KMnO₄濃度；其他條件相同時(shí)，增大KMnO₄濃度，反應(yīng)速率增大，原因是反應(yīng)物濃度增大，單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)增多，有效碰撞幾率增大；
故答案為：其他條件相同時(shí)，增大KMnO₄濃度反應(yīng)速率增大；反應(yīng)物濃度增大，單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)增多，有效碰撞幾率增大，反應(yīng)速率增大；
（2）由圖乙可知反應(yīng)開始后速率增大的比較快，說明生成物中的MnSO₄（或Mn²⁺）為該反應(yīng)的催化劑，作對比實(shí)驗(yàn)與與實(shí)驗(yàn)1比較，其它條件相同時(shí)加入MnSO₄，若反應(yīng)加快，溶液褪色的時(shí)間小于4min，說明Mn²⁺是催化劑；
故答案為：生成物中的MnSO₄（或Mn²⁺）為該反應(yīng)的催化劑； MnSO₄；與實(shí)驗(yàn)1比較，溶液褪色的時(shí)間小于4min．

點(diǎn)評：本題主要結(jié)合實(shí)驗(yàn)考查了外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，題目難度不大，注意對比分析圖表中的數(shù)據(jù)找出相同點(diǎn)和不同點(diǎn)．