鲁科版高中化学必修二 从化石燃料中获取有机化合物 简单的有机化合物(第4课时)

第3章简单的有机化合物第2节从化石燃料中获取有机化合物第4课时有机高分子化合物与有机高分子材料

1.高分子的合成——聚合反应(1)聚合反应:由_________________的有机化合物生成相对分子质量很大的有机化合物的反应。(2)加聚反应:当聚合反应同时也是加成反应时,又叫_____________,简称_________。相对分子质量较小加成聚合反应加聚反应【情境思考】聚乙炔是一种以乙炔为单体的聚合物材料。这种聚合物经溴或碘掺杂之后导电性会提高到金属水平,这引起了研究者的兴趣。白川英树、艾伦·黑格和艾伦·马克迪尔米德因发现和发展导电聚合物获得了2000年的诺贝尔化学奖。如今聚乙炔已用于制备太阳能电池、半导体材料和电活性聚合物等。结合上面聚乙炔的球棍模型,分析由乙炔制备聚乙炔的反应。提示:对比乙炔和聚乙炔的结构特点可以发现,每个乙炔分子中的C≡C都转化为C＝C,然后不同的乙炔分子间通过C—C两两结合,最后形成很长的碳链,因此该反应属于加聚反应,反应的方程式为nHC≡CH→2.塑料(1)主要成分:高分子化合物,俗称_________。(2)代表物——聚乙烯聚乙烯塑料是当今世界产量最大的塑料产品,原料为_____。①生成聚乙烯的化学方程式为合成树脂乙烯②特点:聚乙烯塑料_____、_____;具有优良的_______性能;化学_____性好,能耐大多数___、___的侵蚀;常温下不溶于一般溶剂,吸水性___;电绝缘性能_____。③用途:可用于制造薄膜、中空制品、管板材、纤维、包覆材料等。无臭无毒耐低温稳定酸碱小优良(3)其他常见塑料合成树脂种类很多,除聚乙烯外,还有_________、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。聚氯乙烯【做一做】【巧判断】(1)乙烯和聚乙烯均可以使溴水褪色。 (

)提示:×。乙烯可以使溴水褪色,乙烯中的碳碳双键发生加聚反应生成聚乙烯,因此聚乙烯不能使溴水褪色。(2)合成塑料的原料只能是单烯烃或二烯烃。 (

)提示:×。合成塑料的单体不只是二烯烃和单烯烃,还可以是含有碳碳双键的其他有机物分子。(3)为了减少白色污染对环境的影响,应将废旧塑料回收焚烧。 (

)提示:×。废旧塑料回收后,可以重新加工成各类材料,或者热解制成单体,焚烧也会带来环境污染。3.橡胶(1)橡胶的特性橡胶是具有_______的高分子化合物,其分子结构中的高分子链在无外力作用时呈卷曲状且有柔性,受外力时可_____,撤销外力后可恢复_____。高弹性伸直原状(2)橡胶的分类【情境·思考】橡胶是一类生产生活中的常用材料,由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理、化学性质和机械性能的逐步变坏,最后丧失使用价值,这种变化叫橡胶老化。试从橡胶结构的角度分析橡胶容易老化的主要原因。提示:橡胶一般是二烯烃加聚反应的产物,由于链节中还含有碳碳双键,因此使用过程中容易发生氧化反应,造成橡胶的性能下降,发生老化。4.纤维(1)分类(2)聚丙烯腈①俗名:聚丙烯腈的商品名称为_____,俗称人造羊毛。②合成:由石油裂解气中的_____制得的丙烯腈再聚合得到的,反应的化学方程式为腈纶丙烯【巧判断】(1)天然纤维就是纤维素。 (

)提示:×。天然纤维不仅包括纤维素,还包括羊毛、蚕丝等。(2)合成纤维的主要原料是天然气、石油化工产品、煤化工产品。 (

)提示:√。生产合成纤维的主要原料是天然气、石油裂解气中的丙烯以及煤化工产品。(3)化学纤维的原料不可以是天然纤维。 (

)提示:×。化学纤维的原料可以是天然纤维,如黏胶纤维就是用木材、草类等天然纤维经化学加工制成的。(4)生产合成纤维的过程中发生的是物理变化。(

)提示:×。工业上利用聚合反应生产合成纤维,因此属于化学变化。5.有机高分子材料与环境问题(1)危害:大量塑料垃圾导致_____污染,还会造成其他环境问题。(2)防治:为保护生存环境,采取的措施有回收_______,开发_______塑料。白色旧塑料可降解知识点一加聚反应的特点和类型【重点释疑】1.特点(1)反应物:分子中含有不饱和键,如碳碳双键等。(2)产物:高分子化合物与反应物具有相同的化学组成。(3)反应特点:没有小分子化合物生成。2.主要类型(1)单烯烃加聚:单体中只含一个时,断开双键,断键原子与其他分子中的断键原子结合,依次重复形成高聚物,如丙烯的聚合:nCH3—CH＝CH2

。(2)二烯烃加聚:当一个分子中存在两个时,断键原子与其他分子中的断键原子相结合,而内部其他的断键原子再结合成不饱和键。如顺丁橡胶的生成:

(3)共聚:是将两种或多种化合物在一定的条件下发生聚合反应生成一种高聚物的反应。例如,丙烯和乙烯在一定条件下能生成聚乙丙烯。【规律方法】加聚反应高聚物的写法(1)含一个碳碳双键的单体聚合物的写法:断开双键,键分两端,添上括号,n在后面。(2)含“C＝C—C＝C”的单体聚合物的写法:双变单,单变双,括住两头,n在后面。(3)含有一个碳碳双键的两个单体聚合物的写法:双键打开,彼此相连,括住两头,n在后面。【思考·讨论】

(1)具有什么结构特点的物质才能发生加成反应?提示:含有碳碳双键或碳碳三键等不饱和键。(2)丙烯能发生加聚反应吗?试写出其化学方程式。提示:能。

【案例示范】【典例】(2019·泰安高一检测)下图是以乙炔为主要原料合成聚氯乙烯、聚丙烯腈和氯丁橡胶的转化关系图。(1)写出A、B、C、D四种物质的结构简式:A:__________________;B:__________________;

C:__________________;D:___________________。

(2)写出②④的反应类型:②____________,④____________。

(3)写出有关反应的化学方程式:②___________________________________。

③___________________________________。

⑤___________________________________。

⑦___________________________________。

【思维建模】解答本题时可以采用以下思路:【解析】制备聚氯乙烯的单体为氯乙烯,因此反应①为CH≡CH与HCl发生加成反应生成氯乙烯;乙炔与HCN发生加成反应生成丙烯腈(CH2＝CH—CN),丙烯腈发生加聚反应生成聚丙烯腈;根据氯丁橡胶的结构简式可以得知其单体D的结构简式为,进而可以推出C的结构简式为CH2＝CH—C≡CH。答案:(1)CH2＝CHCl

CH2＝CHCN

【迁移·应用】

(2019·淮北高一检测)下列物质不能发生加聚反应的是(

)A.CH2＝CH2 B.CH2＝CH—CH3C.CH2＝CH—CH2OH D.CH3CH2—OH【解析】选D。分子中含或—C≡C—等不饱和键时才能发生加聚反应。【补偿训练】

(2019·商丘高一检测)下列合成高分子化合物的反应中,属于加聚反应的是 (

)【解析】选C。根据加聚反应的特点,产物除高分子外无小分子,且高分子化合物与反应物具有相同的组成,则C项正确。【素养提升】聚丙烯腈纤维是合成纤维中的主要品种之一,它的商品名叫腈纶,由于它的性质极像羊毛,故又称它为“人造羊毛”。聚丙烯腈的单体是丙烯腈(CH2＝CHCN),其合成方法有很多,如以乙炔为原料,其合成过程的化学反应方程式如下:(1)判断上述反应的类型。提示:反应①为加成反应,反应②为加聚反应。(2)丙烯腈和聚丙烯腈中氮的含量是否相同?提示:相同。因为二者的最简式相同,因此各元素的质量分数是相同的。(3)根据以上材料分析,聚丙烯腈是线型结构还是体型结构?提示:线型结构。由于聚丙烯腈分子中的结构单元相互连接成长链状结构,故属于线型高分子。知识点二加聚反应单体的判断方法【重点释疑】1.单体、链节、聚合度单体链节聚合度定义能合成高分子化合物的小分子物质高分子化合物中的结构单元链节的重复次数实例(聚乙烯)CH2＝CH2—CH2—CH2—n2.单体的判断方法(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物,其合成单体为一种,将两个半键闭合即可。(2)凡链节主链有四个碳原子(无其他原子),且链节无双键的高聚物,其单体为两种,在正中央划线断开,然后两个半键闭合即可。(3)凡链节主链中只有碳原子,并存在碳碳双键结构的高聚物,其规律是“凡双键,四个碳;无双键,两个碳。”划线断开,然后将两个半键闭合,即单双键互换。【规律方法】单双键互换法判断高聚物的单体已知加聚产物的结构简式,可用下面介绍的“单双键互换法”巧断合成它的单体,其步骤是:1.首先去掉结构简式两端的“

”和“n”。2.再将高分子链节中主链上的碳碳单键改为碳碳双键,碳碳双键改为碳碳单键。3.再从左到右检查各碳原子的价键,将碳原子价键超过四价的碳原子找出来,用“△”号标记上。4.去掉不符合四价的碳原子间的价键(一般为双键),即得该加聚产物合成时的单体,即“单变双,双变单,遇阻断键”。如:【思考·讨论】

(1)烯烃的加聚产物链节的主链上一定是两个碳原子吗?提示:不一定。如果是单烯烃的加聚产物,其链节的主链上有两个碳原子,若为不同的二烯烃混合加聚而成,则其链节的主链上可能有四个或更多的碳原子。(2)如何判断加聚反应的单体是单烯烃还是二烯烃?提示:单烯烃的加聚产物的链节中没有双键,二烯烃的加聚产物的链节中含有双键。【案例示范】【典例】(2019·北师大附中高一检测)丁苯橡胶的结构简式为,写出形成丁苯橡胶的各单体的结构简式:____________________、____________________、____________________(可不填满,也可补充)。

【解题指南】解答本题时注意以下两点:(1)明确此高聚物属于加聚反应的产物;(2)灵活应用加聚产物单体的推断方法。【解析】选定聚合物的结构单元,从一侧开始分段,如果在结构单元的主链上遇到,可将4个C分为一段,其余则2个C为一段,从段的连接处断开,形成碳碳双键,可得单体。如:于是得到单体:答案:

【迁移·应用】

(2019·天水高一检测)下列单体在一定条件下能发生加聚反应生成的是 (

)世纪金榜导学号【解析】选B。加聚产物的链节为。在链节上隔两个碳原子断开碳碳共价单键,即:,然后将两侧的半键闭合,即得对应的单体CH2＝

CH—CH3和CH2＝CH2。【补偿训练】(2019·毕节高一检测)丁腈橡胶()具有优良的耐油、耐高温性能。合成丁腈橡胶的原料是 (

)①CH2＝CH—CH＝CH2 ②CH3—C≡C—CH3③CH2＝CH—CN ④CH3—CH＝CH—CN⑤CH3—CH＝CH2 ⑥CH3—CH＝CH—CH3A.③⑥

B.②③

C.①③

D.④⑤【解析】选C。用弯箭头法:

可知原料为①CH2＝CH—CH＝CH2,③CH2＝CH—CN。【素养提升】ABS树脂()是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。用于制备仪表、电气、电器、机械等各种零件。提示:该高聚物的形成过程属于加聚反应,链节中主碳链为6个碳原子,其规律是按“见双键,四个碳,无双键,两个碳”画线断开,然后将半键闭合,即将单双键互换,合成该高聚物的物质为CH2＝CH—CN、CH2＝CH—CH＝CH2、。合成ABS树脂的单体有哪些?【课堂回眸】第2章化学键化学反应规律第3节化学反应的快慢和限度第1课时化学反应的快慢

一、化学反应速率【做一做】向体积为2L的密闭容器中通入10molSO2、10molO2,发生反应2SO2+O22SO3。反应5min时测得SO2的物质的量为6mol。△催化剂请完成下表中相关空格。物质SO2O2SO3起始浓度(mol·L-1)______变化浓度Δc(mol·L-1)______5min时浓度(mol·L-1)______5min内的化学反应速率(mol·L-1·min-1)____________化学反应速率之比________5502123420.40.20.42∶1∶2二、影响化学反应速率的因素影响因素变化规律内因_________________越活泼,反应越快反应物本身的性质影响因素变化规律外因温度升高温度,反应_____反应物浓度增大浓度,反应_____催化剂使用催化剂,改变反应速率压强(气体反应物)增大压强,反应_____固体接触面积接触面积越大,反应_____加快加快加快越快【想一想】在下列事实中,各是什么因素影响了化学反应速率。(1)集气瓶中H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸;(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成矿粒;(3)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2,则很快产生气体;(4)同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁条,产生气体有快有慢;(5)同样大小的石灰石分别与0.1mol·L-1盐酸和1mol·L-1盐酸反应,速率不同。提示:(1)光(2)反应物的接触面积(3)催化剂(4)反应物本身的性质(5)反应物的浓度三、调控化学反应速率的意义【情境·思考】食品添加剂是为改善食品色、香、味等品质,以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成的物质或者天然物质。例如油脂抗氧化剂就是一种常见的食品添加剂。请分析油脂抗氧化剂是如何利用了化学反应速率的原理。提示:食品中添加抗氧化剂,目的是减慢食品的变质速率,与反应速率有关。知识点一化学反应速率的计算及大小比较【重点释疑】1.化学反应速率的计算(1)定义式法:v(A)=(2)关系式法:对于化学反应:aA(g)+bB(g)====cC(g)+dD(g),满足如下关系:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。上述关系可总结为化学反应速率数值之比=化学计量数之比。2.化学反应速率的大小比较(1)归一法:①统一单位:若单位不统一,则要换算成相同的单位;②换算:若为不同物质表示的反应速率,则要换算成同一物质来表示反应速率;③比较:比较数值的大小,数值越大,反应速率越快。(2)比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值,如aA(g)+bB(g)====cC(g)+dD(g),比较若则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。【知识拓展】“三段式”计算化学反应速率(1)计算模式设amol·L-1、bmol·L-1分别为A、B两种物质的起始浓度,mxmol·L-1为反应物A的转化浓度,nxmol·L-1为B的转化浓度,则:

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始浓度(mol·L-1)a

b

0

0转化浓度(mol·L-1)mx

nx

px

qx终态浓度(mol·L-1)a-mx

b-nx

px

qx(2)基本步骤①确定反应物或生成物的起始加入量;②确定反应过程中各物质的变化量;③确定反应进行至某时刻时各物质的量;④依据题干中的条件建立等式关系进行解答;⑤应用比例关系解答:化学反应速率之比=浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比。【思考·讨论】(1)若以mol·L-1·min-1为化学反应速率的单位,能用固体来表示某一反应的反应速率吗?提示:不能。固体或纯液体的浓度视为常数,Δc=0,因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。(2)反应速率是该化学反应在某一时刻的瞬时速率吗?提示:不是。化学反应速率是一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时速率。【案例示范】【典例】(2019·日照高一检测)(1)在反应A(g)+3B(g)====2C(g)中,若以物质A表示该反应的化学反应速率为0.2mol·L-1·min-1,则以物质B表示此反应的化学反应速率为________mol·L-1·min-1。

(2)在2L的密闭容器中,充入2molN2和3molH2,在一定条件下发生反应,3s后测得N2的物质的量为1.9mol,则以H2的浓度变化表示的反应速率为________。

(3)将10molA和5molB放入容积为10L的密闭容器中,某温度下发生反应:3A(g)+B(g)====2C(g),在最初2s内,消耗A的平均速率为0.06mol·L-1·s-1,则在2s时,容器中有________molA,此时C的物质的量浓度为________。

(4)反应:3A(g)+B(g)====2C(g)+2D(g),在不同条件下,用不同物质表示其反应速率,分别为①v(A)=0.6mol·L-1·min-1②v(B)=0.45mol·L-1·min-1③v(C)=0.015mol·L-1·min-1④v(D)=0.45mol·L-1·min-1,则此反应在不同条件下进行最快的是________。

A.②③ B.①③ C.②④ D.②【思维建模】计算化学反应速率的一般思路为【解析】(1)根据化学方程式中的计量数关系:v(B)=3v(A)=3×0.2mol·L-1·min-1=0.6mol·L-1·min-1。(2)解法一:3s内消耗的N2的物质的量为2mol-1.9mol=0.1mol,根据化学方程式N2+3H22NH3,可以计算出3s内消耗的H2的物质的量为0.3mol,根据化学反应速率的计算公式,v(H2)==0.05mol·L-1·s-1。高温、高压催化剂解法二:先计算出用N2表示的化学反应速率:v(N2)=

再根据化学方程式的计量数关系,计算出用H2表示的化学反应速率:v(H2)=3v(N2)=0.05mol·L-1·s-1。(3)

3A(g)

+B(g)====2C(g)起始浓度/mol·L-1 1.0 0.5 0转化浓度/mol·L-1 0.12 0.04 0.082s时浓度/mol·L-1 0.88 0.46 0.08则2s时,n(A)=0.88mol·L-1×10L=8.8mol,c(C)=0.08mol·L-1。(4)化学反应速率之比等于化学反应方程式中的化学计量数之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶1∶2∶2,则用A表示的化学反应速率分别为①中v(A)=0.6mol·L-1·min-1;②中v(A)=3v(B)=0.45mol·L-1·min-1×3=1.35mol·L-1·min-1;③中v(A)=v(C)=×0.015mol·L-1·min-1=0.0225mol·L-1·min-1;④中v(A)=v(D)=×0.45mol·L-1·min-1=0.675mol·L-1·min-1,所以在不同条件下,进行最快的是②。答案:(1)0.6

(2)0.05mol·L-1·s-1(3)8.8

0.08mol·L-1

(4)D【方法规律】反应速率大小比较的两种方法同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小,还要进行一定的转化:(1)方法一:换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小。(2)方法二:比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA(g)+bB(g)====cC(g),要比较v(A)与v(B)的相对大小,即比较的相对大小,若则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。【迁移·应用】1.(2019·菏泽高一检测)在1L的密闭容器中,发生反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2min后B的浓度减少0.6mol·L-1。对此反应速率的正确表示是 (

)世纪金榜导学号A.用A表示的反应速率是0.4mol·L-1·min-1B.用B、C、D分别表示反应的速率,其比值是3∶2∶1C.在第2min末的反应速率用B表示是0.3mol·L-1·min-1D.在这2min内用B表示的速率的值逐渐减小,用C表示的速率的值逐渐增大【解析】选B。A为固体,一般不用固体表示反应速率,A项错误;同一反应中,用不同物质表示的速率与方程式中各物质的化学计量数成正比,B项正确;反应速率为平均值,并非2min末的速率,C项错误;同一时间段内,用反应物、生成物表示的速率的意义是相同的,变化趋势也是一样的,D项错误。2.在N2+3H22NH3的反应中,经过一段时间后,NH3的浓度增加了0.6mol·L-1,在此时间内用NH3表示的反应速率为0.3mol·L-1·s-1。则此段时间是

(

)A.1s

B.2s

C.0.44s

D.1.33s高温、高压催化剂【解析】选B。【补偿训练】氨分解反应在容积为2L的密闭容器内进行。已知起始时氨气的物质的量为4mol,5s末为2.4mol,则用氨气表示该反应的速率为 (

)A.0.32mol·L-1·s-1B.0.16mol·L-1·s-1C.1.6mol·L-1·s-1D.0.8mol·L-1·s-1【解析】选B。v(NH3)==0.16mol·L-1·s-1。【素养提升】医学上把未满月(出生28天内)新生儿的黄疸,称之为新生儿黄疸,新生儿黄疸是指新生儿时期,由于胆红素代谢异常,引起血清中胆红素浓度升高,而出现以皮肤、黏膜、巩膜及其他组织被染成黄色为特征的病症,是新生儿中最常见的临床问题。科学家为探究胆红素的作用机理,在特定条件下用一定波长的光照射胆红素,发现其能发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,试计算反应4～8min的平均反应速率和推测第16min反应物的浓度。提示:由图可知,4～8min期间,反应物浓度变化为(20-10)μmol·L-1=10μmol·L-1,所以4～8min期间,反应速率为=2.5μmol·L-1·min-1。由图可知,0～4min期间,反应物浓度变化为(40-20)μmol·L-1=20μmol·L-1,4～8min期间,反应物浓度变化为(20-10)μmol·L-1=10μmol·L-1,可知,每隔4分钟,浓度变化量降为原来的一半。所以8～12min浓度变化为5μmol·L-1,12～16min浓度变化为2.5μmol·L-1。所以16min时浓度为10μmol·L-1-5μmol·L-1-2.5μmol·L-1=2.5μmol·L-1。知识点二外界条件对化学反应速率的影响【重点释疑】1.浓度(1)只适用于气体参加或在溶液中进行的化学反应。(2)在一定温度下,固体或纯液态物质的浓度是一个常数,改变其用量,对化学反应速率无影响。2.温度(1)对任何化学反应都适用,且不受反应物状态的影响。(2)不论是吸热反应还是放热反应,升高温度都能增大化学反应速率,降低温度都能减小化学反应速率。3.压强(1)压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的。(2)由于固体或液体的体积受压强的影响很小,所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率。(3)改变压强必须引起反应物或生成物的浓度改变才能改变化学反应速率,否则,化学反应速率不变。如恒温恒容:充入稀有气体→容器压强增大,各反应物的浓度不变→化学反应速率不变。4.催化剂催化剂能同等程度地改变正、逆反应的化学反应速率。5.固体接触面积化学反应速率与固体颗粒的大小有关,颗粒越小,表面积越大,化学反应速率越快。【知识拓展】压强对反应速率影响的理解改变气体的压强,实质上是改变气体物质的浓度,从而达到改变(增大或减小)化学反应速率的目的。常见的有下列几种情况:(1)恒温时:增大压强体积缩小浓度增大反应速率加快。(2)恒容时:①充入气体反应物总压增大浓度增大反应速率加快。②充入“惰性气体”总压增大(各分压不变)浓度不变反应速率不变。(“惰性气体”是指不参与该反应的气体,并不是专指稀有气体)(3)恒压时:充入“惰性气体”体积增大浓度减小反应速率减慢。总之,在其他条件一定时,改变压强,若引起浓度改变,则化学反应速率改变。另外,由于压强的变化对固体、液体的体积影响很小,因而对它们浓度改变的影响也很小,可以认为改变压强对它们的反应速率无影响。【思考·讨论】(1)增加反应物的用量,一定能增大化学反应速率吗?为什么?提示:不一定,固态和纯液态反应物的浓度是一个常数,增加固态和纯液态物质的用量,化学反应速率不变。(2)升高温度,吸热反应和放热反应的速率都加快吗?提示:都加快。升高温度,分子运动加快,单位时间内有效碰撞次数增多,反应速率必然加快。(3)改变压强后,化学反应速率一定变化吗?提示:不一定,改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度改变。当压强改变,但对物质的浓度无影响时,化学反应速率不变。如恒容密闭容器中通入“惰性气体”时,化学反应速率不变。【案例示范】【典例】(2019·兰州高一检测)用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为2+5H2C2O4+6H+====2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化):实验序号A溶液B溶液①20mL0.1mol·L-1H2C2O4溶液30mL0.01mol·L-1KMnO4溶液②20mL0.2mol·L-1H2C2O4溶液30mL0.01mol·L-1KMnO4溶液(1)该实验探究的是什么因素对化学反应速率的影响?如图一,相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是什么?(2)若实验①在2min末收集了4.48mLCO2(标准状况下),则在2min末,c()为多少?(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外,本实验还可通过测定什么量来比较化学反应速率?(4)小组同学发现反应速率总是如图二,其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是哪些?【解题指南】解答本题需要注意以下两点:(1)温度、浓度、压强、催化剂以及接触面积都影响化学反应速率;(2)可以用三段式求算化学反应速率及反应后的浓度。【解析】(1)对比①②实验可探究浓度对化学反应速率的影响,②中A溶液的浓度比①中大,化学反应速率大,相同时间内所得CO2的体积大;(2)CO2的物质的量为n(CO2)=