2.1化学反应速率同步练习（含解析）2023——2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

2.1化学反应速率同步练习
姓名（）班级（）
一、选择题
1．一定条件下，酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应，Mn(Ⅱ)起催化作用，过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
A．Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B．整个滴定过程中，反应速率逐渐减小
C．该条件下，Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
D．总反应为：2MnO+5C2O+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
2．科研人员利用Cu/ZnO作催化剂，在光照条件下实现了和合成，该反应历程示意图如下：
下列说法不正确的是
A．过程I中ZnO表面上进行的吸附与转化
B．过程V中生成时吸收能量
C．催化剂Cu/ZnO可以降低反应的活化能，增大化学反应速率
D．总反应的化学方程式是
3．电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co+或Ni+等)匀O3反应可得MO+在一定条件下，MO++CH4=M++CH3OH，直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢。MO+与CH4或CT4体系的能量随反应进程的变化如图所示，下列说法错误的是
A．该反应是放热反应
B．步骤Ⅰ和步骤Ⅱ中氢原子的成键方式均发生了变化
C．MO+与CT4反应的能量变化为曲线c
D．相同情况下，MO+与CHT3反应，氚代甲醇CT3OH的产量大于CHT2OT
4．已知反应： ()，其反应机理如下：
① 快
② 慢
下列有关该反应的说法正确的是
A．该反应的速率主要取决于①的快慢 B．是该反应的催化剂
C．正反应的活化能比逆反应的活化能大 D．增大浓度能加快反应速率
5．物理学将物质衰变(或消耗)一半所用时间叫“半衰期”。时，在催化剂作用下M生成N，反应物起始浓度与催化剂、反应时间关系如图所示。下列叙述错误的是
A．条件Ⅱ，M起始浓度为时半衰期为
B．条件Ⅲ，M的反应速率为
C．其他条件相同，催化剂浓度越大，反应速率越大
D．其他条件相同时，M起始浓度越大，反应速率越快
6．对于可逆反应，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是
A． B．
C． D．
7．与在镍基催化剂催化作用下能发生如图所示的可逆反应，下列说法错误的是
A．总反应为
B．催化剂能降低反应的活化能，增大单位体积内活化分子数目
C．图示反应过程中有极性键的断裂与形成
D．更换更高效的催化剂，能提高的平衡转化率
8．下列实验操作正确且能达到实验目的的是

A．用甲装置定量测定H2O2的分解速率
B．用乙装置验证稀硝酸的还原产物为NO
C．用丙装置除去NaCl固体中的NH4Cl
D．用丁装置鉴别NaHCO3溶液和Na2CO3溶液
9．三氯乙烯(C2HCl3)是某市地下水中有机污染物的主要成分，研究显示，在该地下水中加入H2O2可将其中的三氯乙烯除去，发生的反应如下：。常温下，在某密闭容器中进行上述反应，测得随时间的变化如表所示：
时间/min 0 2 4 6 8 …
/(mol·L-1) 1.20 0.90 0.70 0.60 0.55 …
已知：在反应体系中加入Fe2+，可提高反应速率。下列说法错误的是
A．为该反应的催化剂 B．反应过程中可能产生
C．与的空间结构相同 D．0~4 min内，
10．CO与经金红石催化制甲醇的反应机理如图所示，下列有关说法错误的是
A．总反应为放热反应
B．决定总反应速率的步骤的活化能为
C．反应过程中有极性键的断裂和形成
D．金红石不改变总反应的焓变
11．我国科学家成功研发了甲烷和二氧化碳的共转化技术，助力“碳中和”目标。该催化反应历程如图所示：
已知部分化学键的键能数据如下：
共价键
键能(kJ/mol) 413 497 462 351 348
下列说法不正确的是
A．该催化反应历程中没有非极性键断裂
B．催化剂的使用降低了该反应的活化能和焓变
C．总反应的原子利用率为100%
D．该反应的热化学方程式为：
12．保护环境工作常常涉及到含氮化合物的治理，某研究发现NH3与NO的反应历程如图所示，下列说法错误的
A．该反应历程中形成了非极性键和极性键
B．Fe2+能降低总反应的活化能，提高反应速率
C．每生成2molN2，转移的电子总数为6NA
D．该反应历程中存在：NO+Fe2+－NH2=Fe2++N2↑+H2O
13．一定条件下，溶液的酸碱性对光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断错误的是
A．在，和时R的降解百分率相等
B．R的起始浓度越小，降解速率越小
C．溶液酸性越强，R的降解速率越大
D．，时R的平均降解速率为
14．我国科学家合成了一种新型Au15/MoC材料，实现了低温催化水煤气变换。反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，TS指过渡态，部分产物用球棍模型表示。下列有关说法正确的是
A．该过程有非极性键的断裂和生成
B．温度一定时，加压不能提高平衡转化率
C．分子从催化剂表面脱附的过程都是放热的
D．该反应历程的决速步骤为：
15．在恒温恒容密闭容器中充入 1mol CO 和3mol H2，在催化剂Catl、Cat2、Cat3 催化下发生反应：。已知：，(R、C为常数，k为速率常数，Ea为活化能，T为温度)。实验测得 Rlnk 与的关系如图所示。
在相同条件下，Catl、Cat2、Cat3 催化效率大小排序正确的是
A．Catl＞Cat2＞Cat3 B．Cat2＞Catl＞Cat3
C．Cat3＞Cat2＞Catl D．Cat3＞Catl＞Cat2
二、填空题
16．实验探究是学习化学原理知识的重要方法，请回答下列问题：
I．某实验小组用0.55mol/LNaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液进行中和热的测定。
(1)配制0.55mol/LNaOH溶液，若实验中大约要使用240mLNaOH溶液，则至少需要称量NaOH固体 g。
(2)测定中和热的实验装置如图所示。取50mLNaOH溶液和50mL硫酸溶液进行实验，从实验装置上看，图中尚缺少的重要仪器为 。
(3)已知：学习小组用50mL0.55mol/LNaOH溶液和50mL0.25mol/L硫酸溶液进行中和反应，测得中和热为56.1kJ/mol，写出该反应表示中和热的热化学方程式： 。
(4)上述实验结果的数值与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是 (填字母)。
a．两烧杯夹层间碎纸条没有填满
b．配制0.25mol/L硫酸溶液，定容时俯视
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．记录混合液的最高温度作为终止温度
II．碘钟反应是一种化学振荡反应，其体现了化学动力学的原理。某小组同学在室温下对某“碘钟实验”的原理进行探究。
资料：该“碘钟实验”反应分A、B两步进行：
反应A：(慢)
反应B：(快)
(5)该“碘钟实验”的总反应是 。
(6)已知A反应的速率方程为：，式中k为常数。为确定m、n值进行实验I(溶液浓度均为0.01mol/L)。
实验序号 试剂体积V/mL 显色时间t/s
溶液 KI溶液 水 溶液 淀粉溶液
① 10 10 0 4 1 27.0
② 5 10 4 1 54.0
③ 2.5 10 7.5 4 1 108.0
④ 10 5 5 4 1 54.0
①表中 。
②通过数据计算得知：m= ，n= 。
17．、都是大气污染物。请回答下列有关问题：
(1)碘循环工艺能吸收，降低环境污染，同时又能制得氢气，反应过程如下图：
①反应Ⅰ中被还原的物质是 ，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ，反应温度控制在20~100℃的原因是 。
②若有196g生成，理论上产生氢气的体积为 L(标准状况)。
(2)工业上用溶液吸收，生成等物质的量的两种钠盐，其中一种为，同时还有一种气体生成，则该反应的离子方程式为 。
(3)工业上脱出，也可以在加热和催化剂作用下用还原生成和，实验测得温度高于400℃时，脱出率减小，其原因可能是 。
(4)工业上可用吸收含的烟气得到，将50.7g受热分解，分解过程中的热重曲线(固体质量随温度变化的曲线)如图所示。
①850℃时，反应的化学方程式为 。
②1160℃时，所得固体的化学式为 。
三、原理综合题
18．Ⅰ.某同学做如图实验(如图)，以检验反应中的能量变化。

(1)实验中发现反应后(a)中温度升高，由此可以判断(a)中反应是 热反应；该反应中 能转化成 能。
(2)图1所示实验中，能正确表示实验(b)涉及的化学反应的能量变化关系的是 。
A． B．
C． D．
Ⅱ.一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图：

(3)反应开始到10s，用Z表示的反应速率为 mol/(L s)。
(4)反应开始到10s时，Y的物质的量浓度减少了 mol/L。
(5)反应的化学方程式为 。
四、实验探究题
19．某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液的反应进行了一系列探究外界条件的改变对化学反应速率的影响实验，相关实验如下：
实验编号 实验温度/℃ 试管中所加试剂及其用量/mL 溶液颜色褪至无色所需时间/min
溶液 溶液 稀硫酸
1 25 3.0 3.0 2.0 2.0 6.4
2 25 4.0 2.0 2.0 5.0
3 25 5.0 1.0 2.0
4 25 1.5 4.5 2.0 2.0
5 50 5.0 2.0 2.0
(1)实验中发生的化学反应的离子方程式为 。
(2)通过实验1、4，可探究 (填外部因素)对化学反应速率的影响。通过实验3、5，可探究温度对化学反应速率的影响，则 ， ；实验得出 (填“>”、“=”或“<”)。
(3)0~5min内，实验2中高锰酸钾的平均反应速率为 。进行实验4时发现溶液几乎没有褪色，原因可能是 。
(4)甲同学在实验1、2、3中观察到溶液褪色速率开始时较慢，反应一段时间后逐渐加快。查阅资料获悉：
ⅰ.与酸性溶液反应的一种机理如图所示：
ⅱ.在溶液中呈紫红色，能发生反应，通常呈青绿色；呈绿色，在酸性条件下不稳定，迅速分解产生和。
①仅由图示机理分析，反应一段时间后溶液褪色速率突然加快的原因可能为 。
②乙同学将实验1中溶液pH调至1时再次做实验，发现溶液紫色并未直接褪去，而是先变为青色溶液，一段时间后青色溶液逐渐褪至无色。乙同学结合上述信息，推测紫色溶液变为青色溶液时，青色溶液中可能含有。指导老师否定了该猜想，理由是 。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．C
【分析】开始一段时间(大约13min前)随着时间的推移Mn(Ⅶ)度减小直至为0，Mn(Ⅲ)浓度增大直至达到最大值，结合图像，此时间段主要生成Mn(Ⅲ)，同时先生成少量Mn(Ⅳ)后Mn(Ⅳ)被消耗；后来(大约13min后)随着时间的推移Mn(Ⅲ)浓度减少，Mn(Ⅱ)的浓度增大；
【详解】A．由图像可知，随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小,说明开始反应生成Mn(Ⅲ)，后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ)， Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4，选项A错误；
B．随着反应物浓度的减小，到大约13min时开始生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅱ)对反应起催化作用，13min后反应速率会增大，选项B错误；
C．由图像可知，Mn(Ⅶ)的浓度为0后才开始生成Mn(Ⅱ)，该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(VII)不能大量共存，选项C正确；
D．H2C2O4为弱酸，在离子方程式中应以化学式保留，总反应为2MmO2 +5H2C2O4+6H += 2Mn2++10CO2↑+8H2O，选项D错误；
答案选C。
2．B
【详解】A．过程I中ZnO在表面吸附，且和转化为，A正确；
B．过程V中生成时，是生成H-O键的过程，放出能量，B错误；
C．催化剂Cu/ZnO可以降低反应的活化能，改变反应历程，从而增大化学反应速率，C正确；
D．该反应总过程是和在Cu/ZnO作催化剂、光照条件下合成，总反应的化学方程式是，D正确。
故选：B。
3．B
【详解】A．根据图示可知：反应物的总能量比生成物的总能量高，因此发生反应会放出热量，因此该反应是放热反应，A正确；
B．根据图示可知：在步骤Ⅰ中C-H键变为H-O的形成；在步骤Ⅱ中涉及O-M键的断裂和C-O键的形成，可见只有步骤Ⅰ中氢原子的成键方式发生了变化，B错误；
C．直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，即反应的活化能变大，所以MO+与CT4反应的能量变化应为图中曲线c，C正确；
D．根据题中信息可知，MO+与CH4反应时，直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则在相同情况下，产物的量会更少些，因此MO+与CHT3反应，氚代甲醇CT3OH的产量大于CHT2OT，D正确；
故合理选项是B。
4．D
【详解】A．反应速率主要取决于慢的一步，所以反应速率主要取决于②的快慢，A错误；
B．NOBr2是中间产物，而不是催化剂，B错误；
C．正反应放热，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量，则正反应的活化能比逆反应的活化能小，C错误；
D．增大反应物的浓度，反应速率加快，D正确；
故选D。
5．D
【详解】A．观察图像，M生成N的反应是直线形反应，匀速反应。起始浓度与消耗时间成正比例，设M消耗时需要时间为t，则，，故A正确；
B．条件Ⅰ和条件Ⅲ速率相等，，故B正确；
C．由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，催化剂浓度越大，反应速率越大，故C正确；
D．由Ⅰ、Ⅲ曲线可知，反应速率与起始浓度无关，故D错误。
故答案为D。
6．A
【详解】A项中，B项中物质B是固体，不能用其来表示化学反应速率，C项中换算成用A物质来表示化学反应速率为，D项中换算成用A物质来表示化学反应速率为，所以A项表示的反应速率最快，故A正确；
故答案为：A。
7．D
【详解】A．根据图中信息可知，与在镍基催化剂催化作用下转化为CO和H2，故总反应为，选项A正确；
B．催化剂能降低反应的活化能，增大单位体积内活化分子数目，加快反应速率，选项B正确；
C．图示反应过程中有极性键碳氧键、碳氢键的断裂，有极性键氢氧键的形成，选项C正确；
D．催化剂不能使平衡移动，不能改变平衡转化率，选项D错误；
答案选D。
8．B
【详解】A．生成的氧气会从长颈漏斗中逸出，无法通过单位时间内生成氧气的体积测定H2O2的分解速率，A错误；
B．先利用稀硝酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳排尽装置内空气，然后Cu与稀硝酸反应生成NO，NO不溶于水，试管及集气瓶中均出现无色气体，则可验证稀硝酸的还原产物为NO，B正确；
C．加热固体时不能用蒸发皿，应该用坩埚，C错误；
D．向NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中滴入Ca(OH)2溶液时均有白色沉淀生成，不能用Ca(OH)2溶液鉴别二者，D错误；
故选：B。
9．C
【详解】A．由题干信息可知，在反应体系中加入Fe2+，可提高反应速率，故Fe2+为该反应的催化剂，A正确；
B．已知H2O2可以氧化Fe2+为Fe3+，而Fe3+可以催化H2O2分解为O2，故反应过程中可能产生O2，B正确；
C．已知H2O2中O周围的价层电子对数为4，有2对孤电子对，即每个O与周围的H和O形成V形结构，整体呈现报夹或者书页结构，而CO2中心原子C周围的价层电子对数为2，故CO2为直线形结构，即H2O2与CO2的空间结构不相同，C错误；
D．由题干表格数据可知，0~4 min内，，D正确；
故答案为：C。
10．B
【详解】A．反应物能量高于生成物能量，总反应为放热反应，A正确；
B．决定总反应速率的步骤的活化能为1.26eV，B错误；
C．反应过程中有碳氧键断开和碳氢键的生成，故有极性键的断裂和形成，C正确；
D．金红石催化剂不改变总反应的焓变，可以降低反应的活化能，D正确；
答案选B。
11．B
【详解】A．由图可知，该反应的反应物为二氧化碳和甲烷，生成物为乙酸，则该催化反应历程中存在极性键的断裂，不存在非极性键断裂，故A正确；
B．催化剂的使用能降低反应的活化能，但不能改变反应的焓变，故B错误；
C．由图可知，总反应为二氧化碳与甲烷在催化剂作用下反应生成乙酸，则反应的原子利用率为100%，故C正确；
D．由图可知，总反应为二氧化碳与甲烷在催化剂作用下反应生成乙酸，反应方程式为，由反应热与反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值相等可知，反应的焓变△H=(497kJ/mol×2+ 413 kJ/mol×4)—(413 kJ/mol×3+ 348 kJ/mol +351 kJ/mol + 462kJ/mol)=—251kJ/mol，故D正确；
故选B。
12．B
【详解】A．该反应的化学方程式为，因此历程中形成了非极性键NN和极性键H-O，选项A正确；
B．由图可知: Fe3+开始参与反应，最后又重新生成，因此Fe3+在该反应中作为催化剂，能够降低总反应的活化能，提高反应速率，选项B错误；
C．该反应的化学方程式为，每生成2molN2，转移的电子总数为6NA，选项C正确；
D．根据反应历程可知，左下角转化是NO、Fe2+－NH2、H+进入反应，N2、H2O、Fe2+、H+反应产出，存在历程：NO+Fe2+－NH2=Fe2++N2↑+H2O，选项D正确；
答案选B。
13．D
【详解】A．由图中信息可知，在前内，和时R的降解百分率都是，A项正确；
B．其他条件相同时，浓度越小反应速率越慢，R的起始浓度越小，曲线的斜率越小，即降解速率越小，B项正确；
C．由图可知，其他条件相同时，越小，即溶液酸性越强，变化的斜率越大，降解速率越大，C项正确；
D．时R的平均降解速率为，D项错误；
故答案选D。
14．B
【详解】A．该过程中有非极性键的H-H键的生成，但没非极性键的断裂，A错误；
B．该反应为CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，该反应为等体积反应，温度一定时加压化学平衡不移动，平衡转化率不变，B正确；
C．从图中可知并不是所有分子从催化剂表面脱附的过程都是放热的，CO*+2OH *+2H*转化为CO2*+H2O*+2H*的过程就是吸热的，C错误；
D．从图中可知，过渡态TS1的相对能量最大，此时的活化能最大，因此反应历程中活化能最大的一步为CO*+2H2O*→CO*+H2O*+OH*+H*，D错误；
故答案选B。
15．C
【分析】根据可知，温度变化相同时，变化值与活化能成比例，活化能越大，变化值越大。
【详解】根据(R、C为常数，k为速率常数，Ea为活化能，T为温度)可知，温度变化相同时，变化值与活化能成比例，活化能越大，变化值越大。表现在图像上即直线斜率越小，活化能越小，反应越快，催化效率越高，结合图像可知活化能Cat3＞Cat2＞Catl，催化效率Cat3＞Cat2＞Catl，故C正确；
故答案为：C。
16．(1)5.5
(2)温度计
(3)H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-56.1kJ/mol
(4)ac
(5)
(6) 5 -1 -1
【分析】中和热测定实验，成功的关键是防止热量散失，量热计保温效果好，酸碱溶液混合要迅速，测出初始温度和最高温度。
【详解】（1）配制0.55mol/LNaOH溶液，若实验中大约要使用240mLNaOH溶液，选用250mL容量瓶，则至少需要称量NaOH固体m=cVM=0.55mol/L×0.25L×40g/mol=5.5g。
（2）测定中和热的实验，需要测定温度变化，从实验装置上看，图中尚缺少的重要仪器为温度计。
（3）学习小组用50mL0.55mol/LNaOH溶液和50mL0.25mol/L硫酸溶液进行中和反应，测得中和热为56.1kJ/mol，中和热是强酸强碱生成1mol水放出的热量，该反应表示中和热的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-56.1kJ/mol。
（4）a．两烧杯夹层间碎纸条没有填满，热量损失加多，测得中和热数值偏低，故选a；
b．配制0.25mol/L硫酸溶液，定容时俯视，硫酸浓度偏大，硫酸的物质的量偏多，生成的水偏多，则放热偏多，测得中和热数值偏高，故不选b；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，热量损失加多，测得中和热数值偏低，故选c；
d．记录混合液的最高温度作为终止温度，对中和热数值无影响，故不选d；
选ac；
（5）反应A+反应B得该“碘钟实验”的总反应；
（6）①根据控制变量法，控制溶液总体积相等，所以表中5；
②把第一、第二组数据带入， 解得m=-1；把第一、第四组数据带入，，解得n=-1；
17．(1) I2 1:1 温度过高碘易升华，HI易分解，温度过低，反应速率太慢 44.8
(2)
(3)当温度高于400℃时，氨气可能会和氧气发生反应4NH3+5O24NO+6H2O，导致氨气的浓度减小，所以NOx的脱出率减小；或者是催化剂失活，NOx的脱出率减小
(4) Mn3O4
【详解】（1）①根据图示，反应Ⅰ发生的反应为：,被还原的物质是I2；碘单质是氧化剂，二氧化硫是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1；反应温度控制在20~100℃的原因是温度过高碘易升华，HI易分解，温度过低，反应速率太慢；②根据，可知若有196g生成，物质的量为2mol，理论上产生氢气标况下的体积为2mol×22.4L/mol=44.8L；
（2）工业上用溶液吸收，生成等物质的量的两种钠盐，其中一种为，根据氧化还原反应得失电子守恒，另一种为，同时还有一种气体生成，气体为二氧化碳，则该反应的离子方程式为；
（3）温度高于400℃时，脱出率减小，其原因可能是当温度高于400℃时，氨气可能会和氧气发生反应4NH3+5O24NO+6H2O，导致氨气的浓度减小，所以NOx的脱出率减小；或者是催化剂失活，NOx的脱出率减小；
（4）样品的物质的量为0.3mol，其中结晶水的质量为5.4g，可知样品为45.3g时，化学式为MnSO4；剩余固体为26.1g时，固体为锰的氧化物，Mn元素的物质的量为0.3mol，则氧元素的物质的量为，所以固体的化学式为MnO2，则850℃时，反应的化学方程式为；剩余固体为22.9g时，固体为锰的氧化物，Mn元素的物质的量为0.3mol，则氧元素的物质的量为，所以固体的化学式为Mn3O4；
18．(1) 放 化学 热
(2)A
(3)
(4)
(5)
【详解】（1）通过实验测出，a烧杯中的温度升高，根据温度升高，该反应为放热反应，反应后温度升高说明化学能转化为热能。
（2）Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应是吸热反应，b是吸热反应，反应物总能量低于生成物，图象中A符合。
（3）反应开始到10s，用Z表示的反应速率为：。
（4）反应开始到10s时，Y物质的量减少1mol-0.21mol=0.79mol，Y的物质的量浓度减少。
（5）由图象可以看出X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物， 化学反应中各物质的物质的量变化量与化学计量数之比成正比， 则有Y：X：Z：：：1：2，则反应的化学方程式为。
19．(1)
(2) 反应物浓度 2.0 1.0 >
(3) 0.008 草酸的量少，高锰酸钾有较多剩余
(4) 反应产生了，它对与的反应具有催化作用 酸性条件下不稳定，易分解生成和黑色的沉淀，而实验过程中未观察到溶液中产生黑色沉淀
【详解】（1）实验中发生的化学反应草酸与酸性高锰酸钾反应生成二氧化碳和硫酸锰，离子方程式为。故答案为：；
（2）通过实验1、4，除了浓度不同，其他条件完全相同，可探究反应物浓度对化学反应速率的影响。通过实验3、5，除了温度不同，其他条件完全相同，可探究温度对化学反应速率的影响，则2.0，1.0；实验3草酸的浓度大，反应速率快，实验得出>。故答案为：反应物浓度；2.0；1.0；>；
（3）0~5min内，实验2中高锰酸钾的平均反应速率为 =0.008。进行实验4时发现溶液几乎没有褪色，原因可能是草酸的量少，高锰酸钾有较多剩余。故答案为：0.008；草酸的量少，高锰酸钾有较多剩余；
（4）①仅由图示机理分析，反应一段时间后溶液褪色速率突然加快的原因可能为反应产生了，它对与的反应具有催化作用。故答案为：反应产生了，它对与的反应具有催化作用；
②乙同学将实验1中溶液pH调至1时再次做实验，发现溶液紫色并未直接褪去，而是先变为青色溶液，一段时间后青色溶液逐渐褪至无色。乙同学结合上述信息，推测紫色溶液变为青色溶液时，青色溶液中可能含有。指导老师否定了该猜想，理由是酸性条件下不稳定，易分解生成和黑色的沉淀，而实验过程中未观察到溶液中产生黑色沉淀。故答案为：酸性条件下不稳定，易分解生成和黑色的沉淀，而实验过程中未观察到溶液中产生黑色沉淀。
答案第1页，共2页
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