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(shí)驗(yàn)記錄如下(累計(jì)值)：

時(shí)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(shí)間段反應(yīng)速率最大______min(填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”)，原因是______。

②求 3～4 min 時(shí)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(cè)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(rèn)為不可行的是______ (填字母)。

A.蒸餾水 B.KCl 溶液 C.KNO3 溶液 D.CuSO4 溶液

(3)某溫度下在 4 L 密閉容器中，X、Y、Z 三種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)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(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_______(填字母)。

A.Y 的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變

B.X、Y 的反應(yīng)速率比為 3:1

C.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變

D.容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量保持不變

E.生成 1mol Y 的同時(shí)消耗 2mol Z

③2 min 內(nèi) Y 的轉(zhuǎn)化率為_______。

Answer 1

【答案】2～3 min 該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，此時(shí)溫度高，反應(yīng)速率越大 0.025 mol/（Lmin） CD 3X+Y2Z AC 10%

【解析】

(1)①相同條件下，反應(yīng)速率越大，相同時(shí)間內(nèi)收集的氣體越多；由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)速率最大的時(shí)間段是2～3 min，原因是：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)速率越大；

②3～4分鐘時(shí)間段，收集的氫氣體積=(576-464)mL=112mL，n(H2)=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol，根據(jù)氫氣和HCl關(guān)系式得消耗的n(HCl)=2(H2)=2×0.005mol=0.01mol，則V(HCl)=0.01mol÷(0.4L×1min)=0.025 mol/(Lmin)；

(2)A．加入蒸餾水，氫離子濃度減小，反應(yīng)速率降低，故A不選；

B．加入KCl溶液，氫離子濃度降低，反應(yīng)速率降低，故B不選；

C．加入KNO3溶液，相當(dāng)于含有硝酸，硝酸和Zn反應(yīng)生成NO而不是氫氣，故C選；

D．加入CuSO4溶液，Zn和銅離子反應(yīng)生成Cu，Zn、Cu和稀鹽酸構(gòu)成原電池而加快反應(yīng)速率，故D選；

故選：CD；

(3)①根據(jù)圖知，隨著反應(yīng)進(jìn)行，X、Y的物質(zhì)的量減少而Z的物質(zhì)的量增加，則X和Y是反應(yīng)物而Z是生成物，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，△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(yīng)中，同一段時(shí)間內(nèi)參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化量之比等于其計(jì)算之比，X、Y、Z的計(jì)量數(shù)之比=0.6mol：0.2mol：0.4mol=3：1：2，則該反應(yīng)方程式為3X+Y2Z；

②A．Y的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變，說明各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；

B．X、Y的反應(yīng)速率比為3：1時(shí)，如果反應(yīng)速率都是指同一方向的反應(yīng)速率，則該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；

C．反應(yīng)前后氣體壓強(qiáng)減小，當(dāng)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變時(shí)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；

D．容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量一直保持不變，故D錯(cuò)誤；

E．只要反應(yīng)發(fā)生就有生成1molY的同時(shí)消耗2molZ，故E錯(cuò)誤；

故選：AC；

③Y的轉(zhuǎn)化率=反應(yīng)的n(Y)÷反應(yīng)初始n(Y)×100%=(1-0.9)÷1×100%=10%。