某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應來探究“外界條件對化學反應速率的影響”。實驗時，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計時，通過測定褪色所需時間來判斷反應的快慢。該小組設計了如下方案：

實驗編號
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
溫度
濃度(mol·L－1)
體積(mL)
濃度(mol·L－1)
體積 (mL)
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
 
（1）已知反應后H2C2O4轉化為CO2逸出，KMnO4轉化為MnSO4，每消耗1molH2C2O4轉移_______mol電子。為了觀察到紫色褪去，H2C2O4與KMnO4初始的物質的量需要滿足的關系為n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥______。
（2）探究溫度對化學反應速率影響的實驗編號是________(填編號，下同)，可探究反應物濃度對化學反應速率影響的實驗編號是________。
（3）實驗①測得KMnO4溶液的褪色時間為40s，忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時間內平均反應速率v(KMnO4)＝________mol·L－1·min－1。
（4）已知實驗③中c(MnO4-)～反應時間t的變化曲線如下圖。若保持其他條件不變，請在圖中畫出實驗②中c(MnO4-)～t的變化曲線示意圖。

（1）2　 2.5(或5:2)　  （2）②和③，　①和②　 （3）0.010
（4）

解析試題分析：（1）高錳酸鉀溶液與草酸反應的化學方程式為：2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 + MnSO4 + 10CO2↑+ 8H2O，反應中C的化合價由+3價升高到+4價，所以每消耗1molH2C2O4轉移2mol電子；為了觀察到紫色褪去，則KMnO4必須完全反應，從方程式可看出：n(H2C2O4) n(KMnO4)≥5∶2。（2）分析表中數(shù)據(jù)可看出，②和③兩個實驗僅溫度不同，①和②兩個實驗僅草酸濃度不同，所以探究溫度對化學反應速率影響的實驗是②和③，探究反應物濃度對化學反應速率影響的實驗是①和②。（3）用KMnO4溶液表示的平均反應速率為：。（4）實驗比較實驗的反應溫度低，則反應速率小，KMnO4溶液褪色時間長，c(MnO4-)～t的變化曲線示意圖見答案。
考點：考查外界條件對化學反應速率影響的實驗設計、評價與表達，考查綜合分析能力和圖表處理能力。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

某工廠以天然氣、水蒸氣和空氣為原料和能源合成氨的流程如右圖：

該流程中外熱式一級烴轉化器系指以 CH4為燃料在烴氣轉化器外面加熱使之維持 8000C高溫的工業(yè)裝置。內熱式一級烴氣轉化器系指以H2在裝置內燃燒為能量維護一級烴氣轉化器所生成的CO與H2O(g)反應生成CO2和H2所需10000C高溫的裝置。在編號為i－v的反應器中發(fā)生如下反應：

A．CH4+2O2＝CO2 +2H2O B．CH4+H2O(g)＝CO +3H2
C．2CH4+3H2O(g)＝CO + CO2 +7H2 D．K2CO3+CO2 +H2O＝2KHCO3
E．CO+ H2O(g)CO2 + H2ΔH＜0     F．2H2 +O2＝2H2O
（1）反應A發(fā)生在編號為______的反應器中，它的作用是_______________________________。
（2）反應F發(fā)生在編號為____________的反應器中。
（3）反應D的作用是____________。
（4）屬于制備合成氨原料氣的反應有______(填化學方程式編號）。
（5）為什么轉化反應要分兩步——第一步在4000C時進行,第二步在200 0C時進行？
________________________________________________________________________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

某研究小組對一元有機弱酸HA在溶劑苯和水的混合體系中的溶解程度進行研究。在25℃時，弱酸HA在水中部分電離，當HA濃度為時，其電離度為0.20（電離度＝已電離的HA分子數(shù)/起始HA的總分子數(shù)）；在苯中部分發(fā)生雙聚，生成（HA）2。該平衡體系中，一元有機弱酸HA在溶劑苯（B）和水（W）中的分配系數(shù)為K，K＝C（HA）B／C（HA）W＝1.0，即達到平衡后，以分子形式存在的HA在苯和水兩種溶劑中的比例為1：1；其他信息如下：

25℃平衡體系
平衡常數(shù)
焓變
起始總濃度
在水中，HA



在苯中，2HA



 
回答下列問題：
（1）計算25℃時水溶液中HA的電離平衡常數(shù)K1＝___________。
（2）25℃，該水溶液的pH為___________，（已知：1g2＝0.3，lg3＝0.5）在苯體系中HA的轉化率為___________。
（3）在苯中，HA發(fā)生二聚：2HA（HA）2，反應在較低溫度下自發(fā)進行，則___________0。
（4）25℃混合體系中，HA在苯中發(fā)生二聚，若測得某時刻溶液中微粒濃度滿足＝130，則反應向___________方向進行。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

合成氨技術的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑，其研究來自正確的理論指導，合成氨反應的平衡常數(shù)K值和溫度的關系如下：

溫 度（℃）
360
440
520
K值
0．036
0．010
0．0038
 
（1）①由上表數(shù)據(jù)可知該反應為放熱反應，理由是                               。
② 理論上，為了增大平衡時H2的轉化率，可采取的措施是         。（填序號）
a．增大壓強              b．使用合適的催化劑
c．升高溫度             d．及時分離出產(chǎn)物中的NH3
（2）原料氣H2可通過反應 CH4(g) + H2O (g)CO(g) + 3H2(g) 獲取，已知該反應中，當初始混合氣中的  恒定時，溫度、壓強對平衡混合氣CH4含量的影響如下圖所示：

①圖中，兩條曲線表示壓強的關系是：P1         P2（填“>”、“=”或“<”）。
②該反應為         反應（填“吸熱”或“放熱”）。
（3）原料氣H2還可通過反應CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2(g) 獲取。
①T ℃時，向容積固定為5 L的容器中充入1 mol水蒸氣和1 mol CO，反應達平衡后，測得CO的濃度為0．08 mol·L-1，則平衡時CO的轉化率為         ，該溫度下反應的平衡常數(shù)K值為         。
②保持溫度仍為T ℃，改變水蒸氣和CO的初始物質的量之比，充入容器進行反應，下列描述能夠說明體系處于平衡狀態(tài)的是         （填序號）。
a．容器內壓強不隨時間改變
b．混合氣體的密度不隨時間改變
c．單位時間內生成a mol CO2的同時消耗a mol H2
d．混合氣中n (CO) : n (H2O) : n (CO2) : n (H2)＝1 : 16 : 6 : 6

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

t℃時，將3 mol A和1 mol B氣體通人體積為2L的密閉容器中(容積不變)，發(fā)生如下反應：3A(g)+B(g)xC(g)，2min時反應達到平衡狀態(tài)(溫度不變)，剩余了0.8 mol B，并測得C的濃度為0.4 mol／L，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）從開始反應至達到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應速率為                     ；
（2）x＝           ；
（3）若向原平衡混合物的容器中再充人a mol C，在t℃時達到新的平衡，此時B的物質的量為n(B)＝
          mol；
（4）如果上述反應在相同溫度和容器中進行，欲使反應達到平衡時C的物質的量分數(shù)與原平衡相等，起始加入的三種物質的物質的量n(A)、n(B)、n(C)之間應該滿足的關系式為          。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

700℃時，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O,發(fā)生反應：CO(g)＋H2O(g) CO2＋H2(g)反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表（表中t1＞t2）：

反應時間/min
n(CO)/mol
n(H2O)/ mol
0
1.20
0.60
t1
0.80
 
t2
 
0.20
依據(jù)題意回答下列問題：
（1）反應在t1min內的平均速率為v(H2)＝           mol·L－1·min－1
（2）保持其他條件不變，起始時向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O，到達平衡時，n(CO2)＝           mol。
（3）保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20molH2O，與原平衡相比，達到新平衡時CO轉化率    （填“增大”或“減小”或“不變” 下同），H2O的體積分數(shù)      
（4）溫度升至800℃，該反應平衡常數(shù)為0.64，則正反應為     反應（填“放熱”或“吸熱”）。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

在某溫度下，體積恒定的密閉容器中加入2 molN2和4 molH2，發(fā)生如下反應：
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；ΔH＝—92.4 kJ/mol。達到平衡時，放出熱量46.2 kJ。求：
（1）達到平衡時，N2的轉化率為_______________, NH3的體積分數(shù)為             。
（2）若向該容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3，且a、b、c均為正數(shù)，在相同條件下達到平衡時，混合物中各組分的物質的量與上述平衡相同。a、b、c取值必須滿足的一般條件是                    ,                     。
（3）科學家發(fā)明了使NH3直接用于燃料電池的方法，其裝置用鉑黑作電極、加入電解質溶液中，一個電極通入空氣，另一電極通入NH3。其電池總反應式為：4NH3+3O2＝2N2+6H2O，電解質溶液應顯　 　　　　　　（填“酸性” 、“中性” 或“堿性” ），寫出正極的電極反應方程式　　　　　　　　　 　　　。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

研究NO2、、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。
利用反應6NO2(g)＋8NH3(g)7N2(g)＋12 H2O(g)可處理NO2。700℃時，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的NO2和NH3, 反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表

反應時間/min
n(NO2)/mol
n(NH3)/ mol
0
1.20
1.60
2
0.90
 
4
 
0.40
（1）反應在2min內的平均速率為v(NH3)＝              
4min該反應達到平衡狀態(tài)，則該反應的平衡常數(shù)K的表達式為            ，NO2的轉化率為             
（2） 700℃ ，將NO2與NH3以體積比1:2置于密閉容器中發(fā)生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是       。
a．體系壓強保持不變                 b．混合氣體顏色保持不變
c．體系密度保持不變                 d．每消耗1 mol NO2的同時生成2 mol H2O
（3）CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。200℃時，向在一個帶活塞的密閉真空容器中中充入一定量的CO和H2發(fā)生上述反應,壓縮容器的容積為原來的一半，平衡將        移動（填向左，向右，不）；CO的濃度將        （增大，減小，不變）

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

化學在能源開發(fā)與利用中起著十分關鍵的作用。氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料。
I．氫氧燃料電池能量轉化率高，具有廣闊的發(fā)展前景。現(xiàn)用氫氧燃料電池進行如圖實驗（圖中所用電極均為惰性電極）：

（1）對于氫氧燃料電池中，下列表達不正確的是________

A．a(chǎn)電極是負極，OH－移向正極
B．b電極的電極反應為：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C．電池總反應式為：2H2+O22H2O
D．電解質溶液的pH保持不變
E．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發(fā)電裝置
（2）上圖裝置中盛有100mL、0.1mol·L—1AgNO3溶液，當氫氧燃料電池中消耗氫氣112mL（標準狀況下）時，則此時上圖裝置中溶液的pH＝________（溶液體積變化忽略不計）
II．氫氣是合成氨的重要原料。工業(yè)上合成氨的反應是：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)   ΔH＝－92.20 kJ·mol－1。
（1）下列事實中，不能說明上述可逆反應已達到平衡的是________
①單位時間內生成2n mol NH3的同時生成3n mol H2
②單位時間內生成n mol N—H的同時生成n mol N≡N
③用N2、H2、NH3的物質的量濃度變化表示的反應速率之比為1︰3︰2
④N2、H2、NH3的體積分數(shù)不再改變
⑤混合氣體的平均摩爾質量不再改變
⑥混合氣體的總物質的量不再改變
（2）已知合成氨反應在某溫度下2L的密閉容器中進行，測得如下數(shù)據(jù)：
時間（h）
物質的量（mol）
0
1
2
3
4
N2
1.50
n1
1.20
n3
1.00
H2
4.50
4.20
3.60
n4
3.00
NH3
0
0.20
n2
1.00
1.00
 
根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算：
反應進行到2小時時放出的熱量為________
0～1小時內N2的平均反應速率________mol·L－1·h－1；
③此條件下該反應的化學平衡常數(shù)K=________（保留兩位小數(shù)）
④反應達到平衡后，若往平衡體系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol，化學平衡將向________ 方向移動（填“正反應”或“逆反應”、“不移動”）。

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