Question

【題目】化學反應速率和限度與生產、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的標志是____（填字母）。

A.Y的體積分數在混合氣體中保持不變

B.X、Y的反應速率比為3∶1

C.容器內氣體壓強保持不變

D.容器內氣體的總質量保持不變

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】

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

（1）①在相同條件下，反應速率越大，相同時間內收集的氣體越多；由表中數據可知，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參加反應的各物質的物質的量變化量之比等于其化學計量數之比，X、Y、Z的化學計量數之比=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，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，故B不選；

C．反應前后氣體壓強減小，當容器內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，故C選；

D．容器內氣體的總質量一直保持不變，容器內氣體的總質量保持不變不能說明反應達到平衡狀態，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，故E不選；
答案為AC。