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400mL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，實驗記錄如表(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、4~5)，原因是____。

②求3~4分鐘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（________）

A.蒸餾水

B.KCl溶液

C.KNO3溶液

D.CuSO4溶液

（3）某溫度下在4L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___。

A.X、Y、Z的反應速率相等

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.生成1molY的同時生成2molZ

③2min內X的轉化率為___。

Answer 1

【答案】2~3min 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 0.025mol/(L·min) CD 3X(g)+Y(g)2Z(g) CD 30%

【解析】

(1)①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；因為反應是放熱反應，此時溫度高且鹽酸濃度較大，所以反應速率較快；故答案為：2~3min；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；

②3～4分鐘時間段，收集的氫氣體積=(576-464)mL=112mL，n(H2)==0.005mol，根據氫氣和HCl關系式得消耗的n(HCl)=2n(H2)=2×0.005mol=0.01mol，則v(HCl)==0.025 mol/(Lmin)。故答案為：0.025mol/(L·min)；

（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，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不可行；
D．加入CuSO4溶液，Zn和銅離子反應生成Cu，Zn、Cu和稀鹽酸構成原電池而加快反應速率，故D不可行；故答案為：CD；

（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)；故答案為：3X(g)+Y(g)2Z(g)；

②A．用不同物質表示的正（或逆）反應速率之比始終等于化學計量數之比，達到平衡時用不同物質表示的正、逆反應速率之比等于化學計量數之比，故A不選；

B．隨著反應的進行，X、Y的反應速率比始終為3∶1，不能作為平衡狀態的標志，故B不選；

C．該反應前后氣體系數之和不相等，所以未平衡時氣體的總物質的量會變，容器容積恒定，所以壓強會變，當容器內氣體壓強保持不變時，反應達到平衡狀態，故C選；

D．生成1molY，同時生成2molZ會消耗1molY，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故D選；

故答案為：CD；

③2min內X轉化1.0mol-0.7mol=0.3mol，則X的轉化率為×100%=30%。

故答案為：30%；