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，實驗記錄如表(累計值)：

時間(min)	1	2	3	4	5
氫氣體積(mL)(標(biāo)準(zhǔn)狀況)	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)，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等體積的下列溶液以減慢反應(yīng)速率，你認為不可行的是（________）

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1molY的同時生成2molZ

③2min內(nèi)X的轉(zhuǎn)化率為___。

Answer 1

【答案】2~3min 因該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，此時溫度高且鹽酸濃度較大，所以反應(yīng)速率較快 0.025mol/(L·min) CD 3X(g)+Y(g)2Z(g) CD 30%

【解析】

(1)①相同條件下，反應(yīng)速率越大，相同時間內(nèi)收集的氣體越多；由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)速率最大的時間段是2～3 min；因為反應(yīng)是放熱反應(yīng)，此時溫度高且鹽酸濃度較大，所以反應(yīng)速率較快；故答案為：2~3min；因該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，此時溫度高且鹽酸濃度較大，所以反應(yīng)速率較快；

②3～4分鐘時間段，收集的氫氣體積=(576-464)mL=112mL，n(H2)==0.005mol，根據(jù)氫氣和HCl關(guān)系式得消耗的n(HCl)=2n(H2)=2×0.005mol=0.01mol，則v(HCl)==0.025 mol/(Lmin)。故答案為：0.025mol/(L·min)；

（2）A．加入蒸餾水，氫離子濃度減小，反應(yīng)速率降低，故A可行；
B．加入KCl溶液，氫離子濃度降低，反應(yīng)速率降低，故B可行；
C．加入KNO3溶液，相當(dāng)于含有硝酸，硝酸和Zn反應(yīng)生成NO而不是氫氣，故C不可行；
D．加入CuSO4溶液，Zn和銅離子反應(yīng)生成Cu，Zn、Cu和稀鹽酸構(gòu)成原電池而加快反應(yīng)速率，故D不可行；故答案為：CD；

（3）①根據(jù)圖知，隨著反應(yīng)進行，X、Y的物質(zhì)的量減少而Z的物質(zhì)的量增加，則X和Y是反應(yīng)物而Z是生成物，反應(yīng)達到平衡時，△n(X)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、△n(Y)=(1.0-0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5-0.1)mol=0.4mol，同一可逆反應(yīng)中同一段時間內(nèi)參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，X、Y、Z的化學(xué)計量數(shù)之比=0.6mol：0.2mol：0.4mol=3：1：2，則該反應(yīng)方程式為3X(g)+Y(g)2Z(g)；故答案為：3X(g)+Y(g)2Z(g)；

②A．用不同物質(zhì)表示的正（或逆）反應(yīng)速率之比始終等于化學(xué)計量數(shù)之比，達到平衡時用不同物質(zhì)表示的正、逆反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，故A不選；

B．隨著反應(yīng)的進行，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不選；

C．該反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不相等，所以未平衡時氣體的總物質(zhì)的量會變，容器容積恒定，所以壓強會變，當(dāng)容器內(nèi)氣體壓強保持不變時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故C選；

D．生成1molY，同時生成2molZ會消耗1molY，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故D選；

故答案為：CD；

③2min內(nèi)X轉(zhuǎn)化1.0mol-0.7mol=0.3mol，則X的轉(zhuǎn)化率為×100%=30%。

故答案為：30%；