Question

某化学兴趣小组在做《浓度对化学反应速率的影响》实验时发现，草酸溶液与高锰酸钾溶液反应时，溶液褪色先慢后快．为了探究此反应速率由小变大的原因，甲同学做了如下实验．
（1）0.10mol/L H₂C₂O₄溶液的配制：实验室欲配制900mL 0.10mol/L H₂C₂O₄ 溶液，需要称取草酸晶
体（H₂C₂O₄?2H₂O

 

g（精确到0.1g）；实验中需要用到的玻璃仪器除了玻璃棒、胶头滴管、量筒外
还有：

 

．（填代号）

A	B	C	D	E	F

（2）反应速率变化的探究

	1号试管	2号试管
所加试剂	2mL0.10mol/L H2C2O4 溶液， 几滴稀硫酸，4mL0.010mol/L 的KMnO4溶液	2mL0.10mol/L H2C2O4 溶液，几 滴稀硫酸，4mL0.010mol/L的 KMnO4溶液，少量MnSO4固体．
褪色时间	31秒	4秒

①H₂C₂O₄溶液与酸性的KMnO₄溶液反应的离子方程式为

 

．
②甲同学能够得出结论

 

．
（3）一定条件下，将2molNO与1molO₂置于恒容密闭容器中发生反应2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），下列各项能说明反应达到平衡状态的是

 

．
a．体系压强保持不变                   b．混合气体密度保持不变
c．每消耗1molO₂同时消耗2molNO₂        d．NO和O₂的物质的量之比保持不变
（4）CO可用于合成甲醇，一定温度下，向体积为2L的密闭容器中加入CO和H₂，发生反应
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），达平衡后测得各组分浓度如下：

物质	CO	H2	CH3OH
浓度（mol?L-1）	0.8	1.0	0.2

①求CO的转化率

 

．
②平衡常数K=

 

．
③若保持体积不变，再充入1.6molCO和0.8molCH₃OH，此时v_正

 

v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

考点：配制一定物质的量浓度的溶液,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算

专题：实验题,化学平衡专题

分析：（1）m=CVM计算草酸质量，根据各仪器的作用选取仪器；
（2）①高锰酸钾有强氧化性，能把草酸氧化成二氧化碳，同时自身被还原成锰离子；
②反应中生成锰离子，锰离子加快了反应速率，起到催化作用；
（3）a．随反应进行，气体的物质的量减小，压强减小；
b．混合气体密度始终保持不变，不能说明到达平衡状态；
c．随反应进行NO和O₂的物质的量之比发生变化；
d．每消耗1molO₂同时生成2molNO₂，都表示正反应速率．
（4）①先求出一氧化碳的起始浓度，根据转化率的定义式计算；
    ②根据平衡常数k=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

，将各物质的平衡浓度代入计算；
③计算浓度商，由浓度商与平衡常数的大小，判断平衡移动．

解答： 解：（1）m=CVM=0.10mol/L×0.9L×126g/mol=12.6g，实验中需要的仪器为：用于溶解晶体的烧杯，起搅拌和引流作用的玻璃棒，容量瓶没有900mL的，只能选择规格略大的1000mL容量瓶，定容时用的胶头滴管；
故答案为：12.6；1000mL容量瓶；
（2）①草酸和酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
故答案为：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
②反应中生成锰离子，锰离子起到催化作用，加快了反应速率；故答案为：锰离子在反应中起到催化剂的作用，加快了反应速率；
（3）a．随反应进行，气体的物质的量减小，压强减小，体系压强保持不变，说明到达平衡状态，故a正确；
b．恒容密闭容器中发生反应2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），混合气体密度始终保持不变，不能说明到达平衡状态，故b错误；
c．随反应进行NO和O₂的物质的量之比发生变化，NO和O₂的物质的量之比保持不变，说明到达平衡状态，故c正确；
d．每消耗1molO₂同时生成2molNO₂，都表示正反应速率，反应自始至终都按此比例进行，故d错误．
故选：ac．
（4）①
                   CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始浓度/mol/L      1       1.4        0
转化浓度/mol/L     0.2     0.4       0.2
平衡浓度/mol/L     0.8      1         0.2
CO的转化率=

0.2

1

×100%=20%，故答案为：20%．
②平衡常数k=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

=

0.2

0.8×12

=0.25 L²?moL^-2．
故答案为；0.25 L²?moL^-2．
③保持体积不变，再充入0.6molCO和0.8molCH₃OH，此时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，浓度商Qc=

1

1.1×12

=0.91＞k，此时v_正＜v_逆．
故答案为：＜．

点评：本题考查了探究外界条件对化学反应速率的影响，平衡状态判断、平衡常数与化学平衡计算等，难度中等．