Question

某學(xué)生為了探究Zn與鹽酸反應(yīng)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(yīng)放出的H₂，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）(標(biāo)況下)	50	120	232	290	310

 
（1）哪一時(shí)間段（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min）反應(yīng)速率最大        ，你認(rèn)為原因是                                        。
（2）4～5 min時(shí)間段的反應(yīng)速率最小，你認(rèn)為原因是                       。
（3）求2～3 min時(shí)間段內(nèi)以鹽酸的濃度變化來表示的反應(yīng)速率（假設(shè)溶液體積保持不變）V（HCl）=                  。
（4）如果反應(yīng)太劇烈，為了減緩反應(yīng)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(zhì)：
A．H₂O      B．NaCl溶液      C．Na₂CO₃溶液      D．Cu粉      E．CuSO₄粉末
你認(rèn)為可行的是（填編號(hào)）                  。

Answer 1

(1) 2~3，Zn與鹽酸反應(yīng)放熱，溫度越高，反應(yīng)速率越大 （2）H⁺濃度變小。
（3）0.1mol·L^-1·min^-1。 （4）A、B

試題分析：（1）對(duì)于有氣體產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)速率可以用相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的多少或產(chǎn)生相同體積的氫氣的時(shí)間的長(zhǎng)短來表示。由時(shí)間與速率的關(guān)系表格可以看出在2~3min時(shí)反應(yīng)速率最大。原因是在開始時(shí)盡管HCl的濃度大，但是反應(yīng)的溫度低，所以速率慢，由于Zn與鹽酸反應(yīng)放熱，是反應(yīng)溶液的溫度升高，溫度越高，反應(yīng)速率越大。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后影響速率的主要因素是溶液的濃度，由于這時(shí)反應(yīng)物的濃度逐漸變稀，所以速率又逐漸減小。（2）4～5 min時(shí)間段的反應(yīng)速率最小，主要原因是這時(shí)影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是HCl的濃度，這時(shí)HCl電離產(chǎn)生的H⁺濃度變小。（3）在2～3 min時(shí)間段內(nèi)n(H₂)="0.112L÷22.4L/mol=0.005mol,Δc(HCl)=" ="0.005mol×2÷0.1L=0.1mol/(L·min)." （4）如果反應(yīng)太劇烈，為了減緩反應(yīng)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(zhì)：A．H₂O對(duì)溶液起稀釋作用，由于n(H⁺)不變，所以物質(zhì)的量不變，但是由于濃度減小，所以速率減小。正確。B．NaCl溶液中的水對(duì)溶液起稀釋作用，由于n(H⁺)不變，所以物質(zhì)的量不變，但是由于濃度減小，所以速率減小。正確。C．Na₂CO₃溶液，會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Na₂CO₃+ 2HCl=2NaCl+H₂O+ CO₂↑，消耗了HCl，所以速率減小，產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量也減小。錯(cuò)誤。D．Cu粉，Zn、Cu和HCl構(gòu)成原電池，化學(xué)反應(yīng)速率大大加快，錯(cuò)誤。E．CuSO₄粉末，首先發(fā)生反應(yīng)：CuSO₄+Zn="Cu+" ZnSO₄，產(chǎn)生的Cu及未反應(yīng)的Zn和HCl構(gòu)成原電池，大大加快反應(yīng)速率。錯(cuò)誤。