Question

【題目】化學(xué)反應(yīng)速率和限度與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。

(1)某學(xué)生為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)過程中的速率變化，在400mL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(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，實驗記錄如表(累計值)：

時間(min)	1	2	3	4	5
氫氣體積(mL)	100	240	464	576	620

①哪一時間段反應(yīng)速率最大_______min(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5)。反應(yīng)開始后反應(yīng)速率先增大的原因是__________。

②求3~4分鐘時間段以鹽酸的濃度變化來表示的該反應(yīng)速率_______(設(shè)溶液體積不變)。

(2)另一學(xué)生為控制反應(yīng)速率防止反應(yīng)過快難以測量氫氣體積，他事先在鹽酸中加入少量的下列溶液以減慢反應(yīng)速率，你認(rèn)為不可行的是（_______）

A.蒸餾水 B.KCl溶液 C.KNO3溶液 D.CuSO4溶液

(3)某溫度下在4L密閉容器中，X、Y、Z三種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化曲線如圖

①該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________。

②該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_________。

A.X、Y、Z的反應(yīng)速率相等 B.X、Y的反應(yīng)速率比為3:1

C.容器內(nèi)氣體壓強保持不變 D.生成1mol Y的同時生成2mol Z

③2min內(nèi)X的轉(zhuǎn)化率為__________。

Answer 1

【答案】2~3min 因為反應(yīng)開始階段溫度對反應(yīng)的速率起決定性的作用，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率增大 0.025mol/(L·min) CD 3X(g)+Y(g)2Z(g) CD 30%

【解析】

(1)①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min時間段中產(chǎn)生氣體的體積判斷，根據(jù)金屬與酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)分析解答；②計算出氫氣的體積，根據(jù)2HCl～H2，計算消耗鹽酸的物質(zhì)的量，計算濃度的變化，根據(jù)v=計算反應(yīng)速率；

(2)為了減緩反應(yīng)速率但不減少產(chǎn)生氫氣的量，可降低H+濃度，但不能影響H+的物質(zhì)的量；

(3)①根據(jù)圖像判斷出反應(yīng)物和生成物，以及參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比書寫化學(xué)方程式；②根據(jù)反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)的特征分析判斷；③根據(jù)轉(zhuǎn)化率=×100%計算。

(1)①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min時間段中，產(chǎn)生氣體的體積分別為100mL、140mL、224mL、112mL、54mL，由此可知反應(yīng)速率最大的時間段為2～3min；因為該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，開始階段溫度對反應(yīng)的速率起決定性的作用，溫度越高，反應(yīng)速率越大，故答案為：2～3min；因為反應(yīng)開始階段溫度對反應(yīng)的速率起決定性的作用，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率增大；

②在3～4min時間段內(nèi)，n(H2)==0.005mol，根據(jù)2HCl～H2，計算消耗鹽酸的物質(zhì)的量為0.01mol，則υ(HCl)==0.025mol/(Lmin)，故答案為：0.025mol/(Lmin)；

(2)A．加入蒸餾水，H+濃度減小，反應(yīng)速率減小，且不減少產(chǎn)生氫氣的量，故A可行；B．加入KCl溶液，H+濃度減小，反應(yīng)速率減小且不減少產(chǎn)生氫氣的量，故B可行；C．加入KNO3溶液，H+濃度減小，因酸性溶液中有NO3-，具有強氧化性，與Zn反應(yīng)無氫氣生成，故C不可行；D．加入CuSO4溶液，Zn置換出Cu反應(yīng)速度增大，且影響生成氫氣的量，故D不可行；故答案為：CD；

(3)①由圖像可以看出，反應(yīng)中X、Y的物質(zhì)的量減少，應(yīng)為反應(yīng)物，Z的物質(zhì)的量增多，應(yīng)為生成物。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5min時，△n(Y)=0.2mol，△n(Z)=0.4mol，△n(X)=0.6mol，則△n(Y)∶△n(Z)∶△n(X)=1∶2∶3，參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則反應(yīng)的方程式為：3X(g)+Y(g)2Z(g)，故答案為：3X(g)+Y(g)2Z(g)；

②A．X、Y、Z的反應(yīng)速率相等，不能說明是否變化，不能作平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故A錯誤；B．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，X、Y的反應(yīng)速率比始終為3∶1，不能作為平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故B錯誤；C．體積固定，混合氣體的總物質(zhì)的量不確定，當(dāng)容器的壓強保持一定，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；D．生成1molY的同時生成2molZ，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；故答案為：CD；

③2min內(nèi)X的轉(zhuǎn)化率為×100%=30%，故答案為：30%。