Question

【題目】化學反應速率和限度與生產(chǎn)、生活密切相關。

（1）某學生為了探究鋅與鹽酸反應過程中的速率變化，在400 mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水集氣法收集反應放出的氫氣，實驗記錄如下（累計值）：

時間/min	1	2	3	4	5
氫氣體積/mL（標準狀況）	100	240	464	576	620

①哪一時間段反應速率最大________min（填“0～1”，“1～2”，“2～3”，“3～4”或“4～5”），原因是_____。

②求3～4 min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）另一學生為控制反應速率防止反應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速率，你認為不可行的是________（填字母）。

A.蒸餾水 B.KCl溶液

C. KNO3溶液D.Na2SO4溶液

（3）某溫度下在4 L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(zhì)量保持不變

E.生成1 mol Y的同時消耗2 mol Z

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 C 3X(g)＋Y(g)2Z(g) AC

【解析】

根據(jù)題中表格數(shù)據(jù)，可判斷那一段速率最快，由反應放熱解釋；根據(jù)H+濃度減小，反應速率減慢，進行判斷；根據(jù)題中圖示，由變化量與計量系數(shù)關系，判斷反應物和生成物和寫出化學方程式；根據(jù)化學平衡的本質(zhì)特征及相關量的變與不變，判斷平衡狀態(tài)；據(jù)此解答。

（1）①在相同條件下，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2～3 min，原因是：該反應是放熱反應，溫度越高，反應速率越大，且鹽酸濃度較大，所以反應速率較快；答案為2～3 ，該反應是放熱反應，此時溫度高，鹽酸濃度較大，反應速率較快。

②3～4分鐘時間段，收集的氫氣體積V(H2)=(576-464)mL=112mL，n(H2)= =0.005mol，根據(jù)Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑可知，消耗的n(HCl)=2n(H2)=2×0.005mol=0.01mol，則v(HCl)==0.025 mol·L-1·min-1；答案為：0.025 mol·L-1·min-1。

（2）A．加入蒸餾水，氫離子濃度減小，反應速率降低，故A可行；
B．加入KCl溶液，相當于稀釋，氫離子濃度降低，反應速率降低，故B可行；
C．加入KNO3溶液，相當于含有硝酸，硝酸和Zn反應生成NO而不是氫氣，故C不行；
D．加入Na2SO4溶液，相當于稀釋，氫離子濃度降低，反應速率降低，故D可行；

答案為C。

（3）①根據(jù)圖知，隨著反應進行，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(zhì)的物質(zhì)的量變化量之比等于其化學計量數(shù)之比，X、Y、Z的化學計量數(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)；答案為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(zhì)的量不變，反應達到平衡狀態(tài)，故A選；

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不選；

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(zhì)的物質(zhì)的量不變，反應達到平衡狀態(tài)，故C選；

D．容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量一直保持不變，容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量保持不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故D不選；

E．生成1mol Y的同時消耗2mol Z，只表示逆反應，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故E不選；
答案為AC。