Question

某化學(xué)興趣小組在做《濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響》實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，草酸溶液與高錳酸鉀溶液反應(yīng)時(shí)，溶液褪色先慢后快．為了探究此反應(yīng)速率由小變大的原因，甲同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)．
（1）0.10mol/L H₂C₂O₄溶液的配制：實(shí)驗(yàn)室欲配制900mL 0.10mol/L H₂C₂O₄ 溶液，需要稱(chēng)取草酸晶
體（H₂C₂O₄?2H₂O

 

g（精確到0.1g）；實(shí)驗(yàn)中需要用到的玻璃儀器除了玻璃棒、膠頭滴管、量筒外
還有：

 

．（填代號(hào)）

A	B	C	D	E	F

（2）反應(yīng)速率變化的探究

	1號(hào)試管	2號(hào)試管
所加試劑	2mL0.10mol/L H2C2O4 溶液， 幾滴稀硫酸，4mL0.010mol/L 的KMnO4溶液	2mL0.10mol/L H2C2O4 溶液，幾 滴稀硫酸，4mL0.010mol/L的 KMnO4溶液，少量MnSO4固體．
褪色時(shí)間	31秒	4秒

①H₂C₂O₄溶液與酸性的KMnO₄溶液反應(yīng)的離子方程式為

 

．
②甲同學(xué)能夠得出結(jié)論

 

．
（3）一定條件下，將2molNO與1molO₂置于恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），下列各項(xiàng)能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

．
a．體系壓強(qiáng)保持不變                   b．混合氣體密度保持不變
c．每消耗1molO₂同時(shí)消耗2molNO₂        d．NO和O₂的物質(zhì)的量之比保持不變
（4）CO可用于合成甲醇，一定溫度下，向體積為2L的密閉容器中加入CO和H₂，發(fā)生反應(yīng)
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），達(dá)平衡后測(cè)得各組分濃度如下：

物質(zhì)	CO	H2	CH3OH
濃度（mol?L-1）	0.8	1.0	0.2

①求CO的轉(zhuǎn)化率

 

．
②平衡常數(shù)K=

 

．
③若保持體積不變，再充入1.6molCO和0.8molCH₃OH，此時(shí)v_正

 

v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

考點(diǎn)：配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡的計(jì)算

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)題,化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）m=CVM計(jì)算草酸質(zhì)量，根據(jù)各儀器的作用選取儀器；
（2）①高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，能把草酸氧化成二氧化碳，同時(shí)自身被還原成錳離子；
②反應(yīng)中生成錳離子，錳離子加快了反應(yīng)速率，起到催化作用；
（3）a．隨反應(yīng)進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量減小，壓強(qiáng)減��；
b．混合氣體密度始終保持不變，不能說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)；
c．隨反應(yīng)進(jìn)行NO和O₂的物質(zhì)的量之比發(fā)生變化；
d．每消耗1molO₂同時(shí)生成2molNO₂，都表示正反應(yīng)速率．
（4）①先求出一氧化碳的起始濃度，根據(jù)轉(zhuǎn)化率的定義式計(jì)算；
    ②根據(jù)平衡常數(shù)k=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

，將各物質(zhì)的平衡濃度代入計(jì)算；
③計(jì)算濃度商，由濃度商與平衡常數(shù)的大小，判斷平衡移動(dòng)．

解答： 解：（1）m=CVM=0.10mol/L×0.9L×126g/mol=12.6g，實(shí)驗(yàn)中需要的儀器為：用于溶解晶體的燒杯，起攪拌和引流作用的玻璃棒，容量瓶沒(méi)有900mL的，只能選擇規(guī)格略大的1000mL容量瓶，定容時(shí)用的膠頭滴管；
故答案為：12.6；1000mL容量瓶；
（2）①草酸和酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的離子方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
故答案為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
②反應(yīng)中生成錳離子，錳離子起到催化作用，加快了反應(yīng)速率；故答案為：錳離子在反應(yīng)中起到催化劑的作用，加快了反應(yīng)速率；
（3）a．隨反應(yīng)進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量減小，壓強(qiáng)減小，體系壓強(qiáng)保持不變，說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故a正確；
b．恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），混合氣體密度始終保持不變，不能說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故b錯(cuò)誤；
c．隨反應(yīng)進(jìn)行NO和O₂的物質(zhì)的量之比發(fā)生變化，NO和O₂的物質(zhì)的量之比保持不變，說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故c正確；
d．每消耗1molO₂同時(shí)生成2molNO₂，都表示正反應(yīng)速率，反應(yīng)自始至終都按此比例進(jìn)行，故d錯(cuò)誤．
故選：ac．
（4）①
                   CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始濃度/mol/L      1       1.4        0
轉(zhuǎn)化濃度/mol/L     0.2     0.4       0.2
平衡濃度/mol/L     0.8      1         0.2
CO的轉(zhuǎn)化率=

0.2

1

×100%=20%，故答案為：20%．
②平衡常數(shù)k=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

=

0.2

0.8×12

=0.25 L²?moL^-2．
故答案為；0.25 L²?moL^-2．
③保持體積不變，再充入0.6molCO和0.8molCH₃OH，此時(shí)c′（CO）=0.8mol/L+

0.6mol

2L

=1.1mol/L，c（H₂）=1mol/L，c′（CH₃OH）=0.6mol/L+

0.8mol

2L

=1mol/L，濃度商Qc=

1

1.1×12

=0.91＞k，此時(shí)v_正＜v_逆．
故答案為：＜．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，平衡狀態(tài)判斷、平衡常數(shù)與化學(xué)平衡計(jì)算等，難度中等．