Question

某學生為了探究Zn與鹽酸反應過程中的速率變化，在100mL稀鹽酸中加入足量的Zn粉，用排水集氣法收集反應放出的H₂，實驗記錄如下（累計值）：

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

 
（1）哪一時間段（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min）反應速率最大        ，你認為原因是                                        。
（2）4～5 min時間段的反應速率最小，你認為原因是                       。
（3）求2～3 min時間段內以鹽酸的濃度變化來表示的反應速率（假設溶液體積保持不變）V（HCl）=                  。
（4）如果反應太劇烈，為了減緩反應速率而又不減少產生氫氣的量，在鹽酸中分別加入下列物質：
A．H₂O      B．NaCl溶液      C．Na₂CO₃溶液      D．Cu粉      E．CuSO₄粉末
你認為可行的是（填編號）                  。

Answer 1

(1) 2~3，Zn與鹽酸反應放熱，溫度越高，反應速率越大 （2）H⁺濃度變小。
（3）0.1mol·L^-1·min^-1。 （4）A、B

試題分析：（1）對于有氣體產生的化學反應速率可以用相同的時間內產生氫氣的多少或產生相同體積的氫氣的時間的長短來表示。由時間與速率的關系表格可以看出在2~3min時反應速率最大。原因是在開始時盡管HCl的濃度大，但是反應的溫度低，所以速率慢，由于Zn與鹽酸反應放熱，是反應溶液的溫度升高，溫度越高，反應速率越大。當反應進行一段時間后影響速率的主要因素是溶液的濃度，由于這時反應物的濃度逐漸變稀，所以速率又逐漸減小。（2）4～5 min時間段的反應速率最小，主要原因是這時影響化學反應速率的主要因素是HCl的濃度，這時HCl電離產生的H⁺濃度變小。（3）在2～3 min時間段內n(H₂)="0.112L÷22.4L/mol=0.005mol,Δc(HCl)=" ="0.005mol×2÷0.1L=0.1mol/(L·min)." （4）如果反應太劇烈，為了減緩反應速率而又不減少產生氫氣的量，在鹽酸中分別加入下列物質：A．H₂O對溶液起稀釋作用，由于n(H⁺)不變，所以物質的量不變，但是由于濃度減小，所以速率減小。正確。B．NaCl溶液中的水對溶液起稀釋作用，由于n(H⁺)不變，所以物質的量不變，但是由于濃度減小，所以速率減小。正確。C．Na₂CO₃溶液，會發(fā)生反應：Na₂CO₃+ 2HCl=2NaCl+H₂O+ CO₂↑，消耗了HCl，所以速率減小，產生氫氣的物質的量也減小。錯誤。D．Cu粉，Zn、Cu和HCl構成原電池，化學反應速率大大加快，錯誤。E．CuSO₄粉末，首先發(fā)生反應：CuSO₄+Zn="Cu+" ZnSO₄，產生的Cu及未反應的Zn和HCl構成原電池，大大加快反應速率。錯誤。