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(標準狀況)，實驗記錄如表(累計值)：

時間(min)	1	2	3	4	5
氫氣體積(mL)	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)。反應開始后反應速率先增大的原因是__________。

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少量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1mol Y的同時生成2mol Z

③2min內X的轉化率為__________。

Answer 1

【答案】2~3min 因為反應開始階段溫度對反應的速率起決定性的作用，反應是放熱反應，升高溫度，反應速率增大 0.025mol/(L·min) CD 3X(g)+Y(g)2Z(g) CD 30%

【解析】

(1)①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min時間段中產生氣體的體積判斷，根據金屬與酸的反應為放熱反應分析解答；②計算出氫氣的體積，根據2HCl～H2，計算消耗鹽酸的物質的量，計算濃度的變化，根據v=計算反應速率；

(2)為了減緩反應速率但不減少產生氫氣的量，可降低H+濃度，但不能影響H+的物質的量；

(3)①根據圖像判斷出反應物和生成物，以及參加反應的物質的物質的量之比書寫化學方程式；②根據反應到達平衡狀態的特征分析判斷；③根據轉化率=×100%計算。

(1)①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min時間段中，產生氣體的體積分別為100mL、140mL、224mL、112mL、54mL，由此可知反應速率最大的時間段為2～3min；因為該反應是放熱反應，開始階段溫度對反應的速率起決定性的作用，溫度越高，反應速率越大，故答案為：2～3min；因為反應開始階段溫度對反應的速率起決定性的作用，反應是放熱反應，升高溫度，反應速率增大；

②在3～4min時間段內，n(H2)==0.005mol，根據2HCl～H2，計算消耗鹽酸的物質的量為0.01mol，則υ(HCl)==0.025mol/(Lmin)，故答案為：0.025mol/(Lmin)；

(2)A．加入蒸餾水，H+濃度減小，反應速率減小，且不減少產生氫氣的量，故A可行；B．加入KCl溶液，H+濃度減小，反應速率減小且不減少產生氫氣的量，故B可行；C．加入KNO3溶液，H+濃度減小，因酸性溶液中有NO3-，具有強氧化性，與Zn反應無氫氣生成，故C不可行；D．加入CuSO4溶液，Zn置換出Cu反應速度增大，且影響生成氫氣的量，故D不可行；故答案為：CD；

(3)①由圖像可以看出，反應中X、Y的物質的量減少，應為反應物，Z的物質的量增多，應為生成物。當反應進行到5min時，△n(Y)=0.2mol，△n(Z)=0.4mol，△n(X)=0.6mol，則△n(Y)∶△n(Z)∶△n(X)=1∶2∶3，參加反應的物質的物質的量之比等于化學計量數之比，則反應的方程式為：3X(g)+Y(g)2Z(g)，故答案為：3X(g)+Y(g)2Z(g)；

②A．X、Y、Z的反應速率相等，不能說明是否變化，不能作平衡狀態的標志，故A錯誤；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錯誤；C．體積固定，混合氣體的總物質的量不確定，當容器的壓強保持一定，說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故C正確；D．生成1molY的同時生成2molZ，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故D正確；故答案為：CD；

③2min內X的轉化率為×100%=30%，故答案為：30%。