Question

【題目】某學(xué)生為探究鋅與鹽酸反應(yīng)過程中的速率變化，在時(shí)，向100 mL 2 mol·L-1鹽酸中加入過量的鋅粉，測(cè)得氫氣體積(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)累計(jì)值如下：

時(shí)間(min)	1	2	3	4	5
氫氣體積(mL)	50	120	232	290	310

(1)①在2~3 min時(shí)間段內(nèi)，用鹽酸的濃度變化表示的反應(yīng)速率為_______.

②在0~5min內(nèi)，反應(yīng)速率最大的時(shí)間段是___(填 “1~2 min”、“2~3 min”或“3~4 min”)。

(2)若完全反應(yīng)后放出15.2 kJ的熱量，則反應(yīng)Zn(s) + 2HCl(aq)=ZnCl2(aq) + H2(g)的△H=____

(3)為了減緩反應(yīng)速率但不減少產(chǎn)生氣體的量，可向反應(yīng)物中分別加入等體積的下列液體，你認(rèn)為可行的是_______(填字母)。

a. 蒸餾水 b. Na2CO3溶液 c. NaNO3溶液

(4)為了加快反應(yīng)速率但不減少產(chǎn)生氣體的量，某同學(xué)向反應(yīng)物中加入了少量CuSO4固體，該同學(xué)操作____(填 “合理”或“不合理”)，理由是_______

Answer 1

【答案】0.1 mol·L-1·min-1 2~3min -152 kJ·mol-1 a 合理 鋅和置換出的銅構(gòu)成原電池，加快反應(yīng)速率，且鋅過量，不影響生產(chǎn)氣體的量(答案合理即可)

【解析】

(1)①根據(jù)氫氣的體積計(jì)算消耗HCl的物質(zhì)的量，再根據(jù)速率公式進(jìn)行計(jì)算；

②相同時(shí)間段內(nèi)，生成氣體越多，反應(yīng)速率越快；

(2)根據(jù)熱化學(xué)方程式的意義計(jì)算反應(yīng)熱；

(3)根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素以及物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)分析解答；

(4)根據(jù)原電池原理的應(yīng)用分析解答。

(1)①在2~3 min時(shí)間段內(nèi)，生成氫氣物質(zhì)的量為，根據(jù)關(guān)系式2HCl～H2，可知該時(shí)間段內(nèi)消耗鹽酸的物質(zhì)的量為0.01mol，則在2~3 min時(shí)間段內(nèi)，用鹽酸的濃度變化表示的反應(yīng)速率為；

②在1～2 min、2～3 min、3～4 min時(shí)間段中，產(chǎn)生氣體的體積分別為70mL、112mL、68mL，相同時(shí)間段內(nèi)，生成氣體越多，反應(yīng)速率越快，由此可知反應(yīng)速率最大的時(shí)間段為2～3min；

(2)鹽酸中HCl的物質(zhì)的量為，由此可知，消耗0.2molHCl放出15.2 kJ的熱量，則消耗2molHCl時(shí)，放出152 kJ的熱量，故反應(yīng)Zn(s) + 2HCl(aq)=ZnCl2(aq) + H2(g)的△H= -152 kJ·mol-1；

(3)a. 在鹽酸中加入蒸餾水，氫離子濃度減小，反應(yīng)速率減慢，但是氫離子物質(zhì)的量不變，故不減少產(chǎn)生氫氣的量，故a可行；

b. 在鹽酸中加入Na2CO3溶液，Na2CO3與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳和水，減小了氫離子物質(zhì)的量，故會(huì)減少氫氣的量，故b不可行；

c. 在鹽酸中加入NaNO3溶液，硝酸根在酸性環(huán)境下表現(xiàn)強(qiáng)氧化性，生成NO，而不生成氫氣，故c不可行；

(4)為了加快反應(yīng)速率但不減少產(chǎn)生氣體的量，某同學(xué)向反應(yīng)物中加入了少量CuSO4固體，因?yàn)殇\和置換出的銅構(gòu)成原電池，加快反應(yīng)速率，且鋅過量，不影響生產(chǎn)氣體的量故該同學(xué)的操作合理。