Question

7．一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，我們不但要關(guān)心物質(zhì)變化，還要研究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)限度的影響．
（Ⅰ）某學(xué)生為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)生成氫氣過程中的速率變化，他在100mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水集氣法收集反應(yīng)放出的氫氣，實(shí)驗(yàn)記錄如下（累計(jì)值）：

時(shí)間（min）	1	2	3	4	5
氫氣體積（mL）	50	120	232	290	310

（1）哪一時(shí)間段反應(yīng)速率最大2～3min，原因是反應(yīng)放熱，加快反應(yīng)速率．（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min）
（2）哪一段時(shí)段的反應(yīng)速率最小4～5min，原因是鹽酸濃度減�。�氫離子濃度減小）．
（3）如果反應(yīng)太激烈，為了減緩反應(yīng)速率而又不減少產(chǎn)生氫氣的量，可在鹽酸中分別加入等體積的下列溶液，你認(rèn)為可行的是B．
A．Na₂CO₃溶液           B．NaCl溶液    C．NaNO₃溶液            D．CuSO₄溶液
（Ⅱ）一定溫度下，將3molA氣體和1mol B氣體通入一容積固定為2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g），反應(yīng)1min時(shí)測(cè)得剩余1.8molA，C的濃度為0.4mol/L，則1min內(nèi)，B的平均反應(yīng)速率為0.2mol/（L．min）；X為2．若反應(yīng)經(jīng)2min達(dá)到平衡，平衡時(shí)C的濃度小于0.8mol/L（填“大于”，“小于”或“等于”）．若已知達(dá)平衡時(shí)，該容器內(nèi)混合氣體總壓強(qiáng)為p，混合氣體起始?jí)簭?qiáng)為p₀．請(qǐng)用p₀、p來表示達(dá)平衡時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率為$\frac{2{P}_{0}-2P}{{P}_{0}}$×100%．
提示：$物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率（%）=\frac{反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量}{反應(yīng)物起始的物質(zhì)的量}×100%$．

Answer 1

分析 （Ⅰ）（1）先計(jì)算每個(gè)時(shí)間段的氣體體積，然后根據(jù)相同條件下，氣體體積與反應(yīng)速率的關(guān)系判斷反應(yīng)速率大小，根據(jù)該反應(yīng)與能量變化的關(guān)系判斷速率變化原因；
（2）先計(jì)算每個(gè)時(shí)間段的氣體體積，然后根據(jù)相同條件下，氣體體積與反應(yīng)速率的關(guān)系判斷反應(yīng)速率大小，根據(jù)濃度與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系判斷速率變化的原因；
（3）根據(jù)濃度、電解質(zhì)的強(qiáng)弱對(duì)反應(yīng)速率的影響判斷；
（Ⅱ）根據(jù)方程式計(jì)算參加反應(yīng)的B的物質(zhì)的量，根據(jù)v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$，計(jì)算v（B）；
利用物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算x的值；根據(jù)隨著反應(yīng)的進(jìn)行反應(yīng)物的濃度減少，反應(yīng)速率減慢，據(jù)此判斷；
相同條件下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，據(jù)此計(jì)算平衡后混合氣體總的物質(zhì)的量，利用差量法計(jì)算參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算．

解答 解：（Ⅰ）（1）相同通條件下，反應(yīng)速率越大，相同時(shí)間內(nèi)收集的氣體越多；由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)速率最大的時(shí)間段是2～3 min，原因是：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)速率越大．
故答案為：2～3min；反應(yīng)放熱，加快反應(yīng)速率；
（2）相同通條件下，反應(yīng)速率越小，相同時(shí)間內(nèi)收集的氣體越少；過計(jì)算得，反應(yīng)速率最小的時(shí)間段是：4～5min；原因是：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度在減小，濃度越小，反應(yīng)速率越慢．
故答案為：4～5min；鹽酸濃度減�。�氫離子濃度減�。�；
（3）改變化學(xué)反應(yīng)速率的方法有：改變?nèi)芤旱臐舛�、改變�(nèi)芤旱臏囟�、改變固體的表面積等，
A．加Na₂CO₃溶液，溶液的體積增大，鹽酸的濃度降低，但鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳，氫氣的量減小，故A錯(cuò)誤；
B．加NaCl溶液，溶液的體積增大，濃度降低，反應(yīng)速率減小，但生成的氣體的量不變，故B正確；
C．加入硝酸鈉，硝酸根離子在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，反應(yīng)生成NO氣體，影響了氫氣的量，故C錯(cuò)誤；
D．加CuSO₄溶液，能形成銅鋅原電池，加快反應(yīng)速率，故D錯(cuò)誤；
故答案為：B；
（Ⅱ）反應(yīng)1min時(shí)測(cè)得剩余1.8molA，C的濃度為0.4mol/L，參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量為3mol-1.8mol=1.2mol，由方程式可知，參加反應(yīng)的B為1.2mol×$\frac{1}{3}$=0.4mol，則1min內(nèi)，B的平均反應(yīng)速率為$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{1min}$=0.2mol/（L．min）；
生成的C為0.4mol/L×2L=0.8mol，故1.2mol：0.8mol=3：x，解得x=2；
隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)速率逐漸減小，若反應(yīng)經(jīng)2min達(dá)到平衡，后1min的平均速率小于前1min的平均速率，前1min內(nèi)C的濃度變化為0.4mol/L，則后1min內(nèi)C的濃度變化小于0.4mol/L，故平衡時(shí)C的濃度小于0.8mol/L；
若已知達(dá)平衡時(shí)，該容器內(nèi)混合氣體總壓強(qiáng)為p，混合氣體起始?jí)簭?qiáng)為p₀，故平衡后混合氣體總的物質(zhì)的量為（3mol+1mol）×$\frac{P}{{P}_{0}}$=$\frac{4P}{{P}_{0}}$mol，故平衡后混合氣體物質(zhì)的量減少量為（4-$\frac{4P}{P0}$）mol，則：
3A（g）+B（g）?2C（g） 物質(zhì)的量減少△n
3              2
n（A）     （4-$\frac{4P}{{P}_{0}}$）mol
故n（A）=（4-$\frac{4P}{{P}_{0}}$）mol×$\frac{3}{2}$=（6-$\frac{6P}{{P}_{0}}$）mol
故A的轉(zhuǎn)化率=$\frac{（6-\frac{6P}{{P}_{0}}）mol}{3mol}$×100%=$\frac{2{P}_{0}-2P}{{P}_{0}}$×100%，
故答案為：0.2mol/（L．min）；  2；  小于； $\frac{2{P}_{0}-2P}{{P}_{0}}$×100%．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡的計(jì)算、影響反應(yīng)速率的因素、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷等，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，題目難度不大，注意理解化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)應(yīng)由“變化”到“不變化”．