Question

【題目】化學(xué)反應(yīng)速率和限度與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。

(1)某學(xué)生為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)狀況)	100	240	464	576	620

①哪一時間段反應(yīng)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(yīng)速率__________(設(shè)溶液體積不變)。

(2)另一學(xué)生為控制反應(yīng)速率防止反應(yīng)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(yīng)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(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化曲線如圖

①該反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________。

②該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是__________。

A X、Y、Z的反應(yīng)速率相等

B X、Y的反應(yīng)速率比為3:1

C 容器內(nèi)氣體壓強保持不變

D 生成1mol Y的同時生成2mol Z

③2min內(nèi)X的轉(zhuǎn)化率為__________。

④若上述反應(yīng)中X、Y、Z分別為H2、N2、NH3,且已知17g氨氣分解成氮氣和氫氣要吸收46kJ熱量,則該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為:__________。

Answer 1

【答案】2~3min 因該反應(yīng)是放熱反應(yīng),此時溫度高且鹽酸濃度較大,所以反應(yīng)速率較快 0.025mol/(L·min) CD 3X(g)+Y(g) 2Z(g) CD 30% N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol;

【解析】

（1）①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min時間段中，產(chǎn)生氣體的體積分別為100mL、140mL、224mL、112mL、54mL，生成氣體體積越大的時間段，反應(yīng)速率越大，結(jié)合溫度、濃度對反應(yīng)速率的影響分析；

②計算出氫氣的體積，根據(jù)2HCl～H2，計算消耗鹽酸的物質(zhì)的量，計算濃度的變化，根據(jù)v=△c/△t計算反應(yīng)速率；

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

（3）①根據(jù)參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比書寫化學(xué)方程式；

②反應(yīng)到達平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，可由此進行判斷；

③轉(zhuǎn)化率=×100%；

④17g氨氣的物質(zhì)的量是1mol，1mol氨氣分解吸收46kJ熱量，則生成1mol氨氣放出46kJ熱量，生成2mol氨氣放出92kJ熱量。

（1）①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min時間段中，產(chǎn)生氣體的體積分別為100mL、140mL、224mL、112mL、54mL，由此可知反應(yīng)速率最大的時間段為2～3min；原因是：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)速率越大，故答案為：2～3min；因該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，此時溫度高且鹽酸濃度較大，所以反應(yīng)速率較快。

②在3～4min時間段內(nèi)，n（H2）=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol，根據(jù)2HCl～H2，計算消耗鹽酸的物質(zhì)的量為0.01mol，則υ（HCl）=0.01mol÷0.4L÷1min=0.025mol/（Lmin），故答案為：0.025mol/（Lmin）。

③A.加入蒸餾水，H+濃度減小，反應(yīng)速率減小且不減少產(chǎn)生氫氣的量，故A正確；

B.加入KCl溶液，H+濃度減小，反應(yīng)速率減小且不減少產(chǎn)生氫氣的量，故B正確；

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(yīng)無氫氣生成，故C錯誤；

D.加入CuSO4溶液，Zn置換出Cu反應(yīng)速度增大，且影響生成氫氣的量，故D錯誤。

故答案為：CD。

（2）①由圖象可以看出，反應(yīng)中X、Y的物質(zhì)的量減少，應(yīng)為反應(yīng)物，Z的物質(zhì)的量增多，應(yīng)為生成物，當(dāng)反應(yīng)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(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則反應(yīng)的方程式為：3X+Y2Z，故答案為：3X+Y2Z。

②A.平衡時X、Y、Z的反應(yīng)速率可能相等，與各物質(zhì)的起始量和轉(zhuǎn)化率有關(guān)，但不能作平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故A錯誤；

B.隨著反應(yīng)的進行X、Y的反應(yīng)速率比始終為3：1，不能作為平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故B錯誤；

C.體積固定，混合氣體的總物質(zhì)的量不確定，當(dāng)容器的壓強保持一定，說明正逆反應(yīng)速率相等，達平衡狀態(tài)，故C正確；

D.生成1molY的同時生成2molZ，同時消耗2molZ，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故D正確。

故答案為：CD。

③2min內(nèi)X的轉(zhuǎn)化率=×100%=×100%=30%，故答案為：30%。

④17g氨氣的物質(zhì)的量是1mol，1mol氨氣分解吸收46kJ熱量，則生成1mol氨氣放出46kJ熱量，生成2mol氨氣放出92kJ熱量，則該反應(yīng)熱化學(xué)方程式為N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92kJ/mol，故答案為：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92kJ/mol。