Question

【题目】化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。

(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气(标准状况)，实验记录如表(累计值)：

时间(min)	1	2	3	4	5
氢气体积(mL)	100	240	464	576	620

①哪一时间段反应速率最大_______min(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5)。反应开始后反应速率先增大的原因是__________。

②求3~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率_______(设溶液体积不变)。

(2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入少量的下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是（_______）

A.蒸馏水 B.KCl溶液 C.KNO3溶液 D.CuSO4溶液

(3)某温度下在4L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图

①该反应的化学方程式是____________。

②该反应达到平衡状态的标志是_________。

A.X、Y、Z的反应速率相等 B.X、Y的反应速率比为3:1

C.容器内气体压强保持不变 D.生成1mol Y的同时生成2mol Z

③2min内X的转化率为__________。

Answer 1

【答案】2~3min 因为反应开始阶段温度对反应的速率起决定性的作用，反应是放热反应，升高温度，反应速率增大 0.025mol/(L·min) CD 3X(g)+Y(g)2Z(g) CD 30%

【解析】

(1)①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min时间段中产生气体的体积判断，根据金属与酸的反应为放热反应分析解答；②计算出氢气的体积，根据2HCl～H2，计算消耗盐酸的物质的量，计算浓度的变化，根据v=计算反应速率；

(2)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，可降低H+浓度，但不能影响H+的物质的量；

(3)①根据图像判断出反应物和生成物，以及参加反应的物质的物质的量之比书写化学方程式；②根据反应到达平衡状态的特征分析判断；③根据转化率=×100%计算。

(1)①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min时间段中，产生气体的体积分别为100mL、140mL、224mL、112mL、54mL，由此可知反应速率最大的时间段为2～3min；因为该反应是放热反应，开始阶段温度对反应的速率起决定性的作用，温度越高，反应速率越大，故答案为：2～3min；因为反应开始阶段温度对反应的速率起决定性的作用，反应是放热反应，升高温度，反应速率增大；

②在3～4min时间段内，n(H2)==0.005mol，根据2HCl～H2，计算消耗盐酸的物质的量为0.01mol，则υ(HCl)==0.025mol/(Lmin)，故答案为：0.025mol/(Lmin)；

(2)A．加入蒸馏水，H+浓度减小，反应速率减小，且不减少产生氢气的量，故A可行；B．加入KCl溶液，H+浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量，故B可行；C．加入KNO3溶液，H+浓度减小，因酸性溶液中有NO3-，具有强氧化性，与Zn反应无氢气生成，故C不可行；D．加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu反应速度增大，且影响生成氢气的量，故D不可行；故答案为：CD；

(3)①由图像可以看出，反应中X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物。当反应进行到5min时，△n(Y)=0.2mol，△n(Z)=0.4mol，△n(X)=0.6mol，则△n(Y)∶△n(Z)∶△n(X)=1∶2∶3，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的方程式为：3X(g)+Y(g)2Z(g)，故答案为：3X(g)+Y(g)2Z(g)；

②A．X、Y、Z的反应速率相等，不能说明是否变化，不能作平衡状态的标志，故A错误；B．随着反应的进行，X、Y的反应速率比始终为3∶1，不能作为平衡状态的标志，故B错误；C．体积固定，混合气体的总物质的量不确定，当容器的压强保持一定，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；D．生成1molY的同时生成2molZ，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确；故答案为：CD；

③2min内X的转化率为×100%=30%，故答案为：30%。