Question

【題目】Ⅰ．過量鐵片與100mL 0.01mol/L的稀鹽酸反應，能量變化趨勢，如圖所示：

（1）該反應為__________反應(填“吸熱”或“放熱”)。

（2）為了加快產生H2的速率而不改變H2的產量，可以使用如下方法中的______

①加H2O ②加入幾滴1mol/LHNO3溶液 ③滴入幾滴濃鹽酸

④加入一定量鐵粉 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴入幾滴硫酸銅溶液

⑦適當升高溫度（不考慮鹽酸揮發） ⑧改用10mL0.1mol/L鹽酸

A. ②③⑥⑦⑧ B. ③④7⑧ C. ③⑥⑦⑧ D. ③⑥⑦

（3）若將上述反應設計成原電池，銅為原電池某一極材料，則銅電極上發生的電極反應為________。

Ⅱ．某溫度時，在5 L的容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。請通過計算回答下列問題：

（1）分析有關數據，寫出X、Y、Z的反應方程式__________。

（2）該反應在3種不同條件下進行，其中Y起始濃度相同，Z起始濃度為0，反應物X的濃度隨反應時間的變化情況如下表:

①實驗1中，在10~20min內，以物質Y表示的平均反應速率為________mol/(L·min) ，50min時，實驗3中Z的濃度________。

②0~20min內，其它條件一樣實驗2和實驗1的反應速率不同，其原因可能是__________；實驗3和實驗1的反應速率不同，其原因是________。

Answer 1

【答案】 放熱 C 2H++2e-=H2↑ X+3Y2Z 0.039 1.2 mol/L 實驗2比1溫度高 實驗3加入了催化劑

【解析】產生氫氣的量不變,則保證鐵完全與鹽酸反應;加快反應速率,應增大鹽酸的濃度或升高溫度,據此分析解答。（1）根據平均化學反應速率公式計算;(2)實驗1、2起始量相同,平衡濃度相同,但實驗2達到平衡所需要的時間短,反應速率快;(3)根據實驗1、3比較實驗數據可以知道,實驗3溫度高反應速率快,A轉化率增大;(4)根據物質的量的變化判斷反應物和生成物,根據物質的量的變化之比等于化學計量數之比書寫方程式。

（1）根據圖像知反應物總能量高于生成物的總能量，所以該反應為放熱。答案：放熱。

（2）①加水,稀釋了鹽酸的濃度,故反應速率變慢，不符合；②加入幾滴1mol/LHNO3溶液不會生成氫氣而生成NO，故不符合；③加濃鹽酸,氫離子濃度增大,反應速率加快，符合；④加入鐵粉,鐵是固體，改變用量不影響化學反應速率，不符合，⑤加氯化鈉溶液,相當于稀釋鹽酸濃度,氫離子濃度降低,故反應速率變慢，不符合；⑥滴加硫酸銅溶液,鐵把銅置換出來,形成原電池,故反應速率加快,因為鐵是過量的，產生氫氣的量不會改變，符合；⑦升高溫度,反應速率加快，符合；⑧改用濃度大的鹽酸,氫離子濃度增大,反應速率加快，符合；所以C選項是正確的。

（3）Fe+2HCl= FeCl2+H2將此反應設計成原電池，鐵做負極，失電子發生氧化反應，銅為原電池的正極，發生的是還原反應，電極反應式是2H++2e-=H2↑，所以銅電極上發生的電極反應為2H++2e-=H2↑。

Ⅱ（1）根據圖象可以知道X、Y的物質的量減小,Z的物質的量增加,則X和Y是反應物,Z是生成物,且分別是0.1mol、0.3mol、0.2mol,因為變化量之比等于相應的化學計量數之比,所以其系數之比為0.1mol:0.3mol:0.2mol=1:3:2 ,所以其方程式為X+3Y2Z,因此，本題正確答案是: X+3Y2Z.

（2）①根據平均化學反應速率公式計算, 由表中數據可計算X的速率為,由反應X+3Y2Z知Y的速率為0.013 mol/(L.min)3= 0.039 mol/(L.min)。實驗3中由反應X+3Y2Z知50min時，X濃度變化量為0.6 mol/L， Z的濃度1.2 mol/L。因此，本題正確答案是0.039；1.2 mol/L。

②0~20min內，其它條件一樣實驗2和實驗1的反應速率不同，其原因可能是實驗1的溫度是800，實驗2的溫度是900，所以實驗2比實驗1溫度高；實驗3比實驗1的溫度低，但反應速率卻比實驗1高，其原因是實驗3加入了催化劑。答案：實驗2比1溫度高 ；實驗3加入了催化劑。