Question

【題目】化學反應速率和限度與生產(chǎn)、生活密切相關。

（1）某同學為了探究鋅與硫酸反應過程中的速率變化，在 400mL 稀硫酸中加入足量的鋅粉，標況下用排水集氣法收集反應放出的氫氣，實驗記錄如下（累計值）：

①哪一時間段反應速率最大_______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速率________設溶液體積不變）。

（2）該同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回 答下列問題：

①硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是_______。

②實驗室中現(xiàn)有 Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4 等 4 種溶液，可與實驗中 CuSO4 溶液起相似作用的是_______。

③要減慢上述實驗中氣體產(chǎn)生速率，可采取的合力措施有_______、_______（答兩種）。

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

①該反應的化學方程式是_______。

②該反應達到平衡狀態(tài)的標志是_______（填字母）

A．Y 的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變 B．X、Y 的反應速率比為 3：1

C．容器內(nèi)氣體壓強保持不變 D．容器內(nèi)氣體的總質量保持不變E．生成 1 mol Y 的同時消耗 2 mol Z

③2 min 內(nèi) Y 的轉化率為_______。

Answer 1

【答案】2~3 因該反應是放熱反應，此時溫度高且鹽酸濃度較大，所以反應速率較快. 0.025 mol·L-1·min-1 CuSO4 與 Zn 反應生成的 Cu 附著在 Zn 表面形成銅鋅原電池加快了化學反應速率； Ag2SO4 適當增加硫酸的濃度 增加鋅粒的表面積；升高溫度等（答兩種即可） 3X(g)+Y(g)2Z(g) AC 10%

【解析】

(1)①相同時間內(nèi)收集的氣體體積越多，該反應速率越快；溫度越高化學反應速率越快；

②先計算生成氫氣物質的量，再根據(jù)關系式計算消耗n(HCl)，利用v=計算鹽酸反應速率；

(2) Zn和硫酸的反應中加入少量的CuSO4溶液，能置換出一定量Cu，在溶液中形成Cu/Zn原電池，原電池反應比化學反應速率快；

②所給四種溶液中只Zn只能置換出Ag；

③從影響反應速率的因素分析；

(3)①根據(jù)圖知，隨著反應進行，X、Y的物質的量減少而Z的物質的量增加，則X和Y是反應物而Z是生成物，反應達到平衡時，△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，同一可逆反應中同一段時間內(nèi)參加反應的各物質的物質的量變化量之比等于其計算之比，據(jù)此確定化學方程式；

②可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，反應體系中各物質的物質的量、物質的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變；

③Y的轉化率=×100%；

(1)①相同通條件下，反應速率越大，相同時間內(nèi)收集的氣體越多；由表中數(shù)據(jù)可知，反應速率最大的時間段是23min，原因是：該反應是放熱反應，溫度越高，反應速率越大；

②34分鐘時間段，收集的氫氣體積=(576464)mL=112mL，n(H2)==0.005mol，根據(jù)氫氣和HCl關系式得消耗的n(HCl)=2n(H2)=2×0.005mol=0.01mol，則v(HCl)==0.025 mol/(Lmin)；

(2)Zn和硫酸的反應中加入少量的CuSO4溶液，能置換出一定量Cu，在溶液中形成Cu/Zn原電池，而加快化學反應速率；

②所給四種溶液中只Zn只能置換出Ag，即Ag2SO4與CuSO4溶液具有相似的作用；

③為加快Zn和硫酸的反應速率可從升溫、適當增大硫酸的濃度、增大鋅的比表面積等角度考慮，可采取的合力措施有：增加鋅的表面積；升高溫度或適當增大硫酸的濃度等；

(3)①根據(jù)圖知,隨著反應進行，X、Y的物質的量減少而Z的物質的量增加，則X和Y是反應物而Z是生成物，反應達到平衡時，△n(X)=(1.00.4)mol=0.6mol、△n(Y)=(1.00.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.50.1)mol=0.4mol，同一可逆反應中同一段時間內(nèi)參加反應的各物質的物質的量變化量之比等于其計算之比，X、Y、Z的計量數(shù)之比=0.6mol:0.2mol:0.4mol=3:1:2，則該反應方程式為3X(g)+Y(g)2Z(g)；

②A．Y的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變，說明各物質的量不變，反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；

B．X、Y的反應速率比為3:1時，如果反應速率都是指同一方向的反應速率，則該反應不一定達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；

C．反應前后氣體壓強減小，當容器內(nèi)氣體壓強保持不變時，各物質的物質的量不變，反應達到平衡狀態(tài)，故C正確；

D．容器內(nèi)氣體的總質量一直保持不變，故D錯誤；

E．生成1mol Y的同時消耗2molZ，所描述的為同向反應過程，不能判斷反應達到平衡狀態(tài)，故E錯誤；

答案選AC；

③Y的轉化率=×100% =×100%=10%。