Question

【題目】化學反應的速率和限度對人類生產(chǎn)生活有重要的意義。

(1)已知Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2＋H2O。甲同學通過測定該反應發(fā)生時溶液變渾濁的時間，研究外界條件對化學反應速率的影響，設計實驗如下(所取溶液體積均為2 mL)：

實驗編號	溫度/℃	c(Na2S2O3)/mol·L－1	c(H2SO4)/mol·L－1
Ⅰ	25	0.1	0.1
Ⅱ	25	0.2	0.1
Ⅲ	50	0.2	0.1

①上述實驗中溶液最先變渾濁的是______（填實驗編號，下同）。

②為探究濃度對化學反應速率的影響，應選擇______和______。

(2)某溫度下，在1 L密閉容器中，發(fā)生反應：2X(g)＋Y(g)2Z(g)，X的物質(zhì)的量隨時間的變化如下表：

時間/s	0	1	2	3	4	5
X的物質(zhì)的量/mol	0.02	0.01	0.008	0.007	0.007	0.007

①用X的濃度變化表示0～2 s的平均化學反應速率為______mol/(L·s)。

②在3 s以后X的濃度不再改變，反應達到了______狀態(tài)。

③能說明該反應已達到化學平衡狀態(tài)的是______(填序號)。

A．v正(X)=v逆(X)

B．單位時間內(nèi)有2 mol X生成同時有1 mol Y生成

C．X、Y、Z的分子數(shù)之比為2∶1∶2

Answer 1

【答案】III I II 0.006 平衡狀態(tài) A

【解析】

(1)①根據(jù)濃度、溫度對化學反應速率的影響大小分析判斷；

②要探究濃度對化學反應速率的影響，應該采用控制變量方法分析；

(2)①根據(jù)0～2 s內(nèi)X的濃度變化，利用速率定義式計算；

②根據(jù)可逆反應的特點判斷；

③根據(jù)平衡狀態(tài)的特征判斷平衡狀態(tài)。

(1)①根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知實驗I、II的反應溫度相同，硫酸的濃度相同，不同點是Na2S2O3的濃度不同；而實驗III的溫度與實驗II的反應溫度不同，其它外界條件都相同。由于溫度對化學反應速率的影響大于濃度改變對化學反應速率的影響，所以反應速率最快的是實驗III，因此實驗III最先觀察到產(chǎn)生S單質(zhì)，而出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象；

②要探究濃度對化學反應速率的影響，應該采取相同的反應溫度，只改變一種反應物的濃度，觀察濃度與反應速率的關(guān)系。根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知：實驗I、II的反應溫度相同，硫酸的濃度相同，不同點是Na2S2O3的濃度不同，是探究Na2S2O3的濃度對化學反應速率的影響，故合理選項是實驗I、II；

(2)①根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知：在0～2 s內(nèi)X的物質(zhì)的量變化了△n(X)=0.02 mol-0.008 mol=0.01 2 mol，容器的容積是1 L，所以△c(X)=0.012 mol÷1 L=0.012 mol/L，故用X的濃度變化表示的反應速率v(X)==0.006 mol/(L·s)；

②可逆反應進行的最大程度就是達到了該條件下的化學反應限度，即化學平衡狀態(tài)，此時反應體系中的任何物質(zhì)的物質(zhì)的量不變。由表格數(shù)據(jù)可知在反應進行到第3 s時，X的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，說明此時反應達到了平衡狀態(tài)；

③A．若v正(X)=v逆(X)，說明X的消耗速率與產(chǎn)生速率相等，X的濃度不再發(fā)生變化，反應達到了平衡狀態(tài)，A正確；

B．由于X、Y都是反應物，二者的化學計量數(shù)的比是2：1，因此在任何情況下，單位時間內(nèi)有2 mol X生成同時有1 mol Y生成，表示的都是反應逆向進行，與平衡狀態(tài)無關(guān)，B錯誤；

C．X、Y、Z的分子數(shù)之比為2∶1∶2，此時反應可能處于平衡狀態(tài)，也可能未處于平衡狀態(tài)，這與反應開始時加入的反應物的多少及反應條件有關(guān)，因此不能據(jù)此判斷反應是否為平衡狀態(tài)，C錯誤；

故合理選項是A。