Question

7．“碘鐘”實(shí)驗(yàn)中，3I^-+S₂O${\;}_{8}^{2-}$═I${\;}_{3}^{-}$+2SO${\;}_{4}^{2-}$的反應(yīng)速率可以用I${\;}_{3}^{-}$與加入的淀粉溶液顯藍(lán)色的時(shí)間t來度量，t越小，反應(yīng)速率越大．某探究性學(xué)習(xí)小組在20℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	①	②	③	④	⑤
c（I-）/mol/L	0.040	0.080	0.080	0.160	0.120
c（S2O${\;}_{8}^{2-}$）/mol/L	0.040	0.040	0.080	0.020	0.040
t/s	88.0	44.0	22.0	44.0	t1

回答下列問題：
（1）該實(shí)驗(yàn)的目的是：研究反應(yīng)物I^-與S₂O₈^2-的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響．
（2）根據(jù)①、②、⑤三個(gè)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，推測(cè)顯色時(shí)間t₁=29.3s．
（3）溫度對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響符合一般規(guī)律，若在40℃下進(jìn)行編號(hào)③對(duì)應(yīng)濃度的實(shí)驗(yàn)，顯色時(shí)間t₂的范圍為A（填字母）．
A．＜22.0s       B．22.0～44.0s        C．＞44.0s    D．?dāng)?shù)據(jù)不足，無法判斷
（4）通過分析比較上表數(shù)據(jù)，得到的結(jié)論反應(yīng)速率與反應(yīng)物起始濃度乘積成正比（或顯色時(shí)間與反應(yīng)物起始濃度乘積成反比．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖表已知物理量判斷；
（2）根據(jù)濃度與時(shí)間的關(guān)系對(duì)比后得出規(guī)律再計(jì)算；
（3）根據(jù)溫度與反應(yīng)速率的關(guān)系判斷；
（4）根據(jù)圖表中物理量對(duì)比得出結(jié)論．

解答 解：（1）圖表中的物理量是反應(yīng)物濃度與時(shí)間，通過分析知，反應(yīng)物的濃度與時(shí)間成反比，濃度的變化量與時(shí)間的比值為速率，所以得出反應(yīng)物濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系．
故答案為：研究反應(yīng)物I^-與S₂O₈^2-的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響．
（2）對(duì)比數(shù)據(jù)組①和②，可以看到，c （S₂O₈^2-）不變，c （I^-）增大到2倍時(shí)，反應(yīng)時(shí)間縮短了一半，即反應(yīng)速率加快了一倍；
對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和⑤，實(shí)驗(yàn)⑤的c （I^-）為實(shí)驗(yàn)①的3倍，而c （S₂O₈^2-）保持不變，則由此可計(jì)算實(shí)驗(yàn)⑤的反應(yīng)時(shí)間應(yīng)為實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)時(shí)間的$\frac{1}{3}$，即t₁=88s×$\frac{1}{3}$=29.3s
（3）溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，所用時(shí)間越短，故選A．
（4）對(duì)比數(shù)據(jù)組①和②，可以看到，c （S₂O₈^2-）不變，c （I^-）增大到2倍時(shí)，反應(yīng)時(shí)間縮短了一半，即反應(yīng)速率加快了一倍；
對(duì)比數(shù)據(jù)組②和③，可以看到，c （I^-）不變，c （S₂O₈^2-）增大到2倍時(shí)，反應(yīng)時(shí)間縮短了一半，即反應(yīng)速率也加快了一倍；
對(duì)比數(shù)據(jù)組③和④，可以看到，c （S₂O₈^2-）增大到2倍時(shí)，c （I^-）變?yōu)?/4倍時(shí)，反應(yīng)時(shí)間增大了一倍，即反應(yīng)速率減慢了一倍；
對(duì)比數(shù)據(jù)組對(duì)比數(shù)據(jù)組①和③，可以看到，c （I^-）和c （S₂O₈^2-）均增大到2倍時(shí)，反應(yīng)時(shí)間為原反應(yīng)時(shí)間的1/4，即反應(yīng)速率加快了4倍．
可見兩個(gè)反應(yīng)物的濃度和反應(yīng)速率之間的數(shù)學(xué)關(guān)系是：反應(yīng)物濃度每增加一倍，反應(yīng)時(shí)間就減少一倍，對(duì)于兩個(gè)反應(yīng)物來說都是如此，可得出結(jié)論：反應(yīng)速率與反應(yīng)物起始濃度乘積成正比．
故答案為：反應(yīng)速率與反應(yīng)物起始濃度乘積成正比或顯色時(shí)間與反應(yīng)物起始濃度乘積成反比．

點(diǎn)評(píng) 該題圖表的分析方法：先比較兩組數(shù)據(jù)的不同點(diǎn)，再分析不同點(diǎn)說明的問題，從而確定它們之間關(guān)系．
如：①、②兩組數(shù)據(jù)的不同點(diǎn)是c（I^-）和時(shí)間，濃度越大，時(shí)間越短，濃度的變化量與時(shí)間的比值為速率，所以濃度越大，反應(yīng)速率越快．