Question

【題目】某學生為探究鋅與鹽酸反應過程中的速率變化，在時，向100 mL 2 mol·L-1鹽酸中加入過量的鋅粉，測得氫氣體積(已換算成標準狀況)累計值如下：

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

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

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

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

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

a. 蒸餾水 b. Na2CO3溶液 c. NaNO3溶液

(4)為了加快反應速率但不減少產生氣體的量，某同學向反應物中加入了少量CuSO4固體，該同學操作____(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 鋅和置換出的銅構成原電池，加快反應速率，且鋅過量，不影響生產氣體的量(答案合理即可)

【解析】

(1)①根據氫氣的體積計算消耗HCl的物質的量，再根據速率公式進行計算；

②相同時間段內，生成氣體越多，反應速率越快；

(2)根據熱化學方程式的意義計算反應熱；

(3)根據影響反應速率的因素以及物質的化學性質分析解答；

(4)根據原電池原理的應用分析解答。

(1)①在2~3 min時間段內，生成氫氣物質的量為，根據關系式2HCl～H2，可知該時間段內消耗鹽酸的物質的量為0.01mol，則在2~3 min時間段內，用鹽酸的濃度變化表示的反應速率為；

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

(2)鹽酸中HCl的物質的量為，由此可知，消耗0.2molHCl放出15.2 kJ的熱量，則消耗2molHCl時，放出152 kJ的熱量，故反應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，反應速率減慢，但是氫離子物質的量不變，故不減少產生氫氣的量，故a可行；

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

c. 在鹽酸中加入NaNO3溶液，硝酸根在酸性環境下表現強氧化性，生成NO，而不生成氫氣，故c不可行；

(4)為了加快反應速率但不減少產生氣體的量，某同學向反應物中加入了少量CuSO4固體，因為鋅和置換出的銅構成原電池，加快反應速率，且鋅過量，不影響生產氣體的量故該同學的操作合理。