Question

5．Ⅰ．控制變量法是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一種常用方法．下表是某學(xué)習(xí)小組研究等物質(zhì)的量濃度的稀硫酸和鋅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析以下數(shù)據(jù)，回答下列問題：

序號	硫酸的體積/mL	鋅的質(zhì)量/g	鋅的形狀	溫度/℃	完全溶于酸的時(shí)間/s	生成硫酸鋅的質(zhì)量/g
1	50.0	2.0	薄片	25	100	m1
2	50.0	2.0	顆粒	25	70	m2
3	50.0	2.0	顆粒	35	35	m3
4	50.0	2.0	粉末	25	45	5.0
5	50.0	6.0	粉末	35	30	m5
6	50.0	8.0	粉末	25	t6	16.1
7	50.0	10.0	粉末	25	t7	16.1

（1）化學(xué)反應(yīng)速率本質(zhì)上是由反應(yīng)物本身的性質(zhì)決定的，但外界條件也會影響反應(yīng)速率的大�。�本實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3表明溫度對反應(yīng)速率有影響，該因素對反應(yīng)速率的具體影響是：其它條件相同時(shí)，溫度越高反應(yīng)速率越快．
（2）我們最好選取實(shí)驗(yàn)1、2和4（填3個(gè)實(shí)驗(yàn)序號）研究鋅的形狀對反應(yīng)速率的影響．我們發(fā)現(xiàn)在其它條件相同時(shí)，反應(yīng)物間的接觸面積越大反應(yīng)速率越快．
（3）若采用與實(shí)驗(yàn)1完全相同的條件，但向反應(yīng)容器中滴加少量硫酸銅溶液，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率明顯加快．原因是鋅會置換出少量的金屬銅，在該條件下構(gòu)成了原電池，加快了反應(yīng)速率．
（4）利用表中數(shù)據(jù)，可以求得：硫酸的物質(zhì)的量濃度是2.0mol/L．
Ⅱ．某溫度時(shí)，在5L的容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示．請通過計(jì)算回答下列問題：
（5）反應(yīng)開始至2min，Y的平均反應(yīng)速率0.03mol/（L•min）．
（6）分析有關(guān)數(shù)據(jù)，寫出X、Y、Z的反應(yīng)方程式X（g）+3Y（g）?2Z（g）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據(jù)決定化學(xué)反應(yīng)速率的本質(zhì)因素進(jìn)行解答；根據(jù)實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3的反應(yīng)條件進(jìn)行分析；溫度越高，反應(yīng)速率會越快；
（2）研究鋅的形狀對反應(yīng)速率的影響時(shí)，除了鋅的規(guī)格不同外，其它條件必須完全相同；反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快；
（3）根據(jù)加入少量硫酸銅，可以構(gòu)成原電池，即可了反應(yīng)速率進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)加入8g鋅和加入10g鋅生成的硫酸鋅質(zhì)量相同可知，該兩種條件下硫酸完全反應(yīng)，據(jù)此計(jì)算出硫酸鋅的物質(zhì)的量及硫酸的物質(zhì)的量濃度；
Ⅱ．（5）據(jù)反應(yīng)速率v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計(jì)算該反應(yīng)的反應(yīng)速率；
（6）根據(jù)物質(zhì)的量的變化判斷反應(yīng)物和生成物，根據(jù)物質(zhì)的量的變化之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比書寫方程式．

解答 解：Ⅰ．（1）化學(xué)反應(yīng)速率本質(zhì)上是由反應(yīng)物本身的性質(zhì)決定的；實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3中，除了溫度不同外，其它條件完全相同，則說明探究的是溫度對反應(yīng)速率的影響；溫度越高，反應(yīng)速率越快，
故答案為：反應(yīng)物本身的性質(zhì)；溫度；溫度越高；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)1、2和4中，除了鋅的形狀不同外，其它條件完全相同，則它們是探究鋅的形狀對反應(yīng)速率的影響；固體的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，
故答案為：1、2和4；接觸面積越大；
（3）若采用與實(shí)驗(yàn)1完全相同的條件，但向反應(yīng)容器中滴加少量硫酸銅溶液，由于鋅會置換出少量的金屬銅，在該條件下構(gòu)成了原電池，所以反應(yīng)速率明顯加快，
故答案為：鋅會置換出少量的金屬銅，在該條件下構(gòu)成了原電池，加快了反應(yīng)速率；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)6和實(shí)驗(yàn)7可知，加入8g鋅后與加入10g鋅生成的硫酸鋅質(zhì)量相同，說明兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中硫酸完全反應(yīng)，16.1g硫酸鋅的物質(zhì)的量為：$\frac{16.1g}{161g/mol}$=0.1mol，則原硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{0.1mol}{0.05L}$=2.0mol/L，
故答案為：2.0；
Ⅱ．（5）反應(yīng)開始至2 min時(shí)，Y的物質(zhì)的量減少了1.0mol-0.7mol=0.3mol，所以反應(yīng)速率為：$\frac{\frac{0.3mol}{5L}}{2min}$=0.03 mol/（L•min），
故答案為：0.03 mol/（L•min）；
（6）根據(jù)圖象可知X、Y的物質(zhì)的量減小，Z的物質(zhì)的量增加，則X和Y是反應(yīng)物，Z是生成物，且分別是0.1mol、0.3mol、0.2mol，由于變化量之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以其系數(shù)之比為：0.1mol：0.3mol：0.2mol=1：3：2，所以其方程式為：X（g）+3Y（g）?2Z（g），
故答案為：X（g）+3Y（g）?2Z（g）．

點(diǎn)評 本題考查了探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、化學(xué)平衡的計(jì)算，題目難度中等，注意掌握溫度、濃度、催化劑等對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，明確化學(xué)平衡及其計(jì)算方法，試題知識點(diǎn)較多、充分考查學(xué)生的分析、理解能力．