题目内容
【题目】探究并回答问题
(1)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验.将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间.
A | B | C | D | E | F | |
4molL﹣1 H2SO4/mL | 30 | V1 | V2 | V3 | V4 | V5 |
饱和CuSO4溶液/mL | 0 | 0.5 | 2.5 | 5 | V6 | 20 |
H2O/mL | V7 | V8 | V9 | V10 | 10 | 0 |
①请完成此实验设计,其中:V1= , V6= , V9=;
②反应一段时间后,实验A中的金属呈色,实验E中的金属呈色;
③该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高.但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降.请分析氢气生成速率下降的主要原因 .
(2)在100℃和200kPa的条件下,反应aA(g)bB(g)+cC(g)建立平衡后,在不加入任何物质的条件下逐步增大体系的压强(维持温度不变),下表列出的不同压强下反应建立平衡时物质B的浓度.
压强(kPa) | 200 | 500 | 1 000 |
B的浓度(molL﹣1) | 0.04 | 0.1 | 0.27 |
根据表中的数据,回答下列问题:
①压强从200kPa增加到500kPa时,平衡移动(填“正向”“逆向”或“不”),理由是 .
②压强从500kPa增加到1 000kPa时,平衡转移(填“正向”“逆向”或“不”),其原因可能是 .
【答案】
(1)30;10;17.5;灰黑;紫红;当加入一定量的硫酸铜后,生成的单质铜会沉积在锌的表面,降低了锌与溶液的接触面积
(2)不;浓度增大的倍数和压强增大的倍数相同;正向;加压至1000kPa时,C物质变成了非气态物质
【解析】解:(1)①要对比试验效果,那么除了反应的物质的量不一样以外,要保证其它条件相同,而且是探究硫酸铜量的影响,那么每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同.A组中硫酸为30ml,那么其它组硫酸量也都为30ml.而硫酸铜溶液和水的总量应相同,F组中硫酸铜20ml,水为0,那么总量为20ml,所以V6=10ml,V9=17.5ml,V1=30ml.所以答案是:30;10;17.5;②A中没有加入硫酸铜,锌与稀硫酸反应后,锌的表面凹凸不平,有很多细小的锌的颗粒,由于颗粒很小,光被完全吸收,所以看到的固体是灰黑色;Zn能够置换出Cu附着在Zn表面,金属变为紫红色,所以答案是:灰黑;紫红;③因为锌会先与硫酸铜反应,直至硫酸铜反应完才与硫酸反应生成氢气,硫酸铜量较多时,反应时间较长,而且生成的铜会附着在锌片上,会阻碍锌片与硫酸继续反应,氢气生成速率下降,
所以答案是:当加入一定量的硫酸铜后,生成的单质铜会沉积在锌的表面,降低了锌与溶液的接触面积.(2)①根据表中数据,压强从 200kPa增加到500kPa,增大了2.5倍,B的浓度从0.04mol/L增大到0.1mol/L,也增大了2.5倍,说明浓度增大的倍数和压强增大的倍数相同,化学计量数满足a=b+c,改变压强化学平衡不移动,所以答案是:不;浓度增大的倍数和压强增大的倍数相同;②利用表中数据可知,压强增大的倍数为1000kPa/500kPa=2,B的浓度增大的倍数为0.27mol/L/0.1mol/L=2.7,浓度增大的倍数大于压强增大的倍数,说明加压至1000kPa时,C物质变成了非气态物质,所以增大压强化学平衡向“正向”移动,所以答案是:正向;加压至1000kPa时,C物质变成了非气态物质.