Question

20．某學生為了探究Zn與鹽酸反應過程中的速率變化，在100mL稀鹽酸中加入足量的Zn粉，用排水集氣法收集反應放出的H₂，實驗記錄如下（累計值）：

時間（min）	1	2	3	4	5
氫氣體積（mL）（標況下）	50	120	232	290	310

（1）哪一時間段（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min）反應速率最大2～3，你認為原因是該反應是放熱反應，2～3min時溫度高，溫度對反應速率影響占主導作用．
（2）4～5min時間段的反應速率最小，你認為原因是4～5min時H⁺濃度小，濃度對反應速率影響占主導作用．
（3）求2～3min時間段內以鹽酸的濃度變化來表示的反應速率（假設溶液體積保持不變）V（HCl）=0.1mol/（L•min）．
（4）如果反應太劇烈，為了減緩反應速率而又不減少產(chǎn)生氫氣的量，在鹽酸中分別加入下列物質：
A．H₂O  B．NaCl溶液  C．Na₂CO₃溶液  你認為可行的是（填編號）AB．

Answer 1

分析 （1）（2）根據(jù)相同時間內生成氫氣的量越多，反應速率越快分析；
根據(jù)影響化學反應速率的因素有濃度、溫度以及固體的表面積大小等因素分析原因，溫度越高、濃度越大、固體表面積越大，反應的速率越大；
（3）根據(jù)氫氣體積計算出參加反應的HCl的物質的量，進而計算出鹽酸的濃度變化量，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算反應速率；
（4）根據(jù)影響化學反應速率的因素以及氫氣的量取決于H⁺的物質的量解答，應降低氫離子的濃度，且不影響氫離子總的物質的量．

解答 解：（1）從表中數(shù)據(jù)看出2 min～3 min收集的氫氣比其他時間段多，反應速率最大，雖然反應中c（H⁺）下降，但主要原因是Zn置換H₂的反應是放熱反應，溫度升高，
故答案為：2～3；該反應是放熱反應，2～3 min時溫度高，溫度對反應速率影響占主導作用；
（2）4 min～5 min收集的氫氣最少，反應速率最小，雖然反應中放熱，但主要原因是c（H⁺）下降，反應物濃度越低，反應速率越小，
故答案為：4～5 min時H⁺濃度小，濃度對反應速率影響占主導作用；
（3）2～3 min生成氫氣的體積是112 mL，設需要鹽酸的物質的量為xmol，
 Zn+2HCl=ZnCl₂ +H₂ ↑                 
   2 mol       22.4L
   xmol        0.112L
則x=$\frac{2mol×0.112L}{22.4L}$=0.01，
△c（HCl ）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，則v（HCl ）=$\frac{0.1mol/L}{1min}$=0.1mol/（L•min），
故答案為：0.1mol/（L•min）；
（4）A．加入水，溶液中H⁺的濃度減小，反應速率減小，H⁺的物質的量不變，氫氣的量也不變，故A正確；
B．加入NaCl溶液，減小鹽酸的濃度，反應速率減小，H⁺的物質的量不變，氫氣的量也不變，故B正確；
C．加入Na₂CO₃溶液，Na₂CO₃能與鹽酸反應，H⁺的濃度減小，反應速率減小，H⁺的物質的量減小，氫氣的量也減小，故C錯誤；
故答案為：AB．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學反應速率的影響因素、化學反應速率的計算等知識，題目難度中等，明確化學反應速率的影響因素為解答關鍵，試題有利于提高學生的分析能力及化學實驗能力．