Question

【題目】（1）某小組擬用酸性KMnO4溶液與H2C2O4溶液的反應(yīng)（此反應(yīng)為放熱反應(yīng)）來(lái)探究“條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，并設(shè)計(jì)了如下的方案記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果（忽略溶液混合體積變化）。

限選試劑和儀器：0.20 mol/L H2C2O4溶液、0.010 mol/L KMnO4溶液（酸性）、MnSO4、蒸餾水、試管、量筒、秒表、恒溫水浴槽。

物理量 編號(hào)	V（0.20 mol/L H2C2O4溶液）/mL	V（蒸餾水）/mL	V（0.010 mol/L酸性KMnO4溶液）/mL	m（MnSO4）/g	T/℃	乙
①	2.0	0	4.0	0	50
②	2.0	0	4.0	0	25
③	1.5	a	4.0	0	25
④	2.0	0	4.0	0.1	25

回答下列問(wèn)題：

①寫出上述反應(yīng)的離子方程式：________________________。

②上述實(shí)驗(yàn)①②是探究____________對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；上述實(shí)驗(yàn)②④是探究____________對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率

影響。若上述實(shí)驗(yàn)②③是探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，則a為______________；表格中的“乙”填寫t/s，其測(cè)量的是______________________。

③實(shí)驗(yàn)①中對(duì)“乙”重復(fù)測(cè)量三次，所得數(shù)值分別13.6，13.5，13.4。忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率v(KMnO4)＝___________ 。

④已知實(shí)驗(yàn)①50℃時(shí)c(MnO)～反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖I。若保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖中，畫出實(shí)驗(yàn)②25℃時(shí)c(MnO)～t的變化曲線示意圖。______________

　　

（2）測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)裝置如圖II所示。

①寫出稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)表示中和熱的熱化學(xué)方程式_______________________（中和熱數(shù)值為57.3 kJ/mol）：

②取60mL0.50mol/L NaOH溶液和50mL0.50mol/L硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	起始溫度t1/℃			終止溫度 t2/℃	溫度差 （t2-t1）/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	29.9
2	26.2	26.4	26.3	30.6
3	25.9	25.9	25.9	29.5
4	26.4	26.2	26.3	30.0

近似認(rèn)為0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比熱容c=4.18 J/(g·℃)。則中和熱△H=________________________kJ/mol（列出計(jì)算式）。

③能引起中和熱偏高的原因是（填字母）__________。

A．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差

B．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)

C．用50mL0.50mol/L醋酸代替了硫酸進(jìn)行反應(yīng)，

D．用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H2SO4溶液的溫度

E. 量取硫酸溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)

Answer 1

【答案】 2MnO4－+5H2C2O4+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O 溫度 催化劑 0.5 溶液褪色所需時(shí)間 5.0×10－4 mol·L－1·s－1 1/2H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)＋H2O(l) △H＝－57.3kJ/mol 或H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)= Na2SO4(aq)＋2H2O(l) △H＝－114.6kJ/mol A

【解析】試題分析：（1）MnO4-被H2C2O4還原為Mn2+，H2C2O4被氧化為CO2氣體；②實(shí)驗(yàn)①②的變量是溫度；實(shí)驗(yàn)④比實(shí)驗(yàn)②多加0.1g催化劑 MnSO4；實(shí)驗(yàn)②③是探究H2C2O4溶液濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)控制KMnO4的濃度相同；要計(jì)算反應(yīng)速率，需測(cè)量高錳酸鉀溶液褪色所需時(shí)間；③根據(jù) 計(jì)算v(KMnO4)；④實(shí)驗(yàn)②的反應(yīng)溫度比實(shí)驗(yàn)①低，所以反應(yīng)速率慢，褪色消耗時(shí)間多；（2）①中和熱是生成1mol水放出的熱量；②第2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯偏離正常的誤差范圍，根據(jù)1、3、4三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算平均溫度差，根據(jù)Q=mc△T計(jì)算60mL0.50mol/L NaOH溶液和50mL0.50mol/L硫酸溶液反應(yīng)放出的熱量；③中和熱是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出的熱量，依據(jù)Q=Q=mc△T來(lái)逐項(xiàng)分析。

解析：（1）MnO4-被H2C2O4還原為Mn2+，H2C2O4被氧化為CO2氣體，反應(yīng)的離子方程式是2MnO4－+5H2C2O4+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O；②實(shí)驗(yàn)①②的變量是溫度，所以實(shí)驗(yàn)①②是探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；實(shí)驗(yàn)④比實(shí)驗(yàn)②多加0.1g催化劑 MnSO4，所以實(shí)驗(yàn)②④是探究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響；實(shí)驗(yàn)②③是探究H2C2O4溶液濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)控制KMnO4的濃度相同，所以需要加入0.5mL蒸餾水，故a=0.5；要計(jì)算反應(yīng)速率，需測(cè)量高錳酸鉀溶液褪色所需時(shí)間；③三次實(shí)驗(yàn)平均用時(shí)13.5s；④實(shí)驗(yàn)②的反應(yīng)溫度比實(shí)驗(yàn)①低，所以反應(yīng)速率慢，褪色消耗時(shí)間多，所以圖像是；

（2）①中和熱是生成1mol水放出的熱量，稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)表示中和熱的熱化學(xué)方程式是H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)= Na2SO4(aq)＋2H2O(l) △H＝－114.6kJ/mol；②第2次實(shí)驗(yàn)明顯偏離正常的誤差范圍，根據(jù)1、3、4三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，平均溫度升高3.7℃，根據(jù)Q=mc△T，60mL0.50mol/L NaOH溶液和50mL0.50mol/L硫酸溶液反應(yīng)放出的熱量是(50+60)g4.18 J/(g·℃) 3.7℃ kJ /J，60mL0.50mol/L NaOH溶液和50mL0.50mol/L硫酸溶液反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量是0.06L 0.5mol/L，則△H= ；③A．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差，測(cè)得中和熱偏小，故A錯(cuò)誤；B．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)，量取的氫氧化鈉偏多，生成水的物質(zhì)的量多，所以放出熱量多，測(cè)得中和熱數(shù)值偏大，故B正確；

C．用50mL0.50mol/L醋酸代替了硫酸進(jìn)行反應(yīng)，醋酸是弱酸，醋酸的電離是吸熱的過(guò)程，所以導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測(cè)得中和熱的數(shù)值偏小，故C錯(cuò)誤；D．用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H2SO4溶液的溫度，會(huì)發(fā)生酸和堿的中和，溫度計(jì)示數(shù)變化值減小，所以導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測(cè)得中和熱的數(shù)值偏小，故D錯(cuò)誤。E.由于硫酸本身就過(guò)量，量硫酸溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)，生成水的物質(zhì)的量不變，放熱不變，實(shí)驗(yàn)測(cè)得中和熱的數(shù)值無(wú)影響，故E錯(cuò)誤。