Question

某同學分析Zn與稀H₂SO₄的反應。

(1)該反應的離子方程式是           。

(2)制H₂時，用稀硫酸而不用濃硫酸，原因是_________。

(3)已知：Zn(s)+1/2O₂(g)ZnO(s)    ΔH=－332 kJ/mol

ZnO(s) + H₂SO₄(aq) ZnSO₄(aq) + H₂O(l)   ΔH =－112kJ/mol

H₂(g) +1/2 O₂(g)H₂O(l)     ΔH =－286kJ/mol

則Zn與稀H₂SO₄反應生成1mol H₂ 時的反應熱ΔH =         kJ/mol。

(4)該同學用如下裝置進行實驗，分析影響反應速率的因素。

實驗時，從斷開K開始，每間隔1分鐘，交替斷開或閉合K，并連續(xù)計數(shù)每1 分鐘內從a管流出的水滴數(shù)，得到的水滴數(shù)如下表所示：

1分鐘水滴數(shù)(斷開K)	34	59	86	117	…	102
1分鐘水滴數(shù)(閉合K)	58	81	112	139	…	78

分析反應過程中的水滴數(shù)，請回答：

①由水滴數(shù)58>34、81>59，說明在反應初期，閉合K時比斷開K時的反應速率______(填“快”或“慢”)，主要原因是_________。

②由水滴數(shù)102>78，說明在反應后期，斷開K時的反應速率快于閉合K時的反應速率，主要原因是_________。

③ 從能量轉換形式不同的角度，分析水滴數(shù)86>81、117>112的主要原因是_______。

Answer 1

【答案】(1)Zn +2H⁺ Zn²⁺ + H₂↑；(2)濃H₂SO₄具有強氧化性，不能生成氫氣。

(3)－158；(4)①快；形成原電池反應速度快；②斷開K時，溶液中的c(H⁺)大于閉合K時溶液中的c(H⁺)；③斷開K時，反應的化學能主要轉化成熱能；閉合K時，反應的化學能主要轉化成電能。前者使溶液的溫度升得更高，故反應速率更快。

【解析】本題考查了蓋斯定律的應用、原電池原理的應用、影響速率的因素等，題目難度中等，注意形成原電池能加快反應速率。(1)Zn與稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，其反應的離子方程式為：Zn+2H⁺Zn²⁺+H₂↑；(2)濃硫酸具有強氧化性，與Zn反應生成二氧化硫，所以制H₂時，用稀硫酸而不用濃硫酸；(3)①Zn(s)+O₂(g)ZnO(s)△H=－332kJ/mol；②ZnO(s)+H₂SO₄(aq)ZnSO₄(aq)+H₂O(l)△H=－112kJ/mol③H₂(g)+O₂(g)H₂O(l)△H=－286kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律：①+②－③得Zn(s)+H₂SO₄(aq)ZnSO₄(aq)+H₂↑，則△H=(－332kJ/mol)+(－112kJ/mol)－(－286kJ/mol)=－158kJ/mol；(3)①形成原電池能加快反應速率，所以在反應初期，閉合K時比斷開K時的反應速率快；②由于反應前期形成原電池反應速率快，氫離子消耗的多，則在后期，閉合K時溶液中氫離子濃度小，氫離子濃度越小反應速率越小，斷開K時，溶液中的c(H⁺)大于閉合K時溶液中的c(H⁺)，所以在反應后期，斷開K時的反應速率快于閉合K時的反應速率；③斷開K時，反應的化學能主要轉化成熱能，閉合K時，反應的化學能主要轉化成電能，則隨著反應進行，斷開K時，放出的熱量使溶液的溫度升高，溫度越高反應速率越快。