Question

14．在25℃时向100mL含HCl 14.6g的盐酸里让入6.5g纯锌粒（不考虑反应前后溶液体积的变化），反应开始至2min末收集到1.12L（标准状况）气体，在此之后，又经过4min锌粒完全溶解，则：
（1）在前2min内用ZnCl₂表示的平均反应速率是多少？
（2）在后4min内用HCl表示的平均反应速率是多少？
（3）前2min与后4min相比，哪个反应速率较快？为什么？

Answer 1

分析 （1）前2min内n（H₂）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，根据H原子守恒得参加反应的n（HCl）=2n（H₂）=2×0.05mol=0.1mol，则v（HCl）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.1mol}{0.1L}}{2min}$0.5mol/（L．min），再利用同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算氯化锌反应速率；
（2）100mL盐酸中n（HCl）=$\frac{14.6g}{36.5g/mol}$=0.4mol，根据H原子守恒知，后4min内参加反应的n（HCl）=0.4mol-0.1mol=0.3mol，后四分钟内v（HCl）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
（3）反应速率数值越大，反应速率越快．

解答 解：（1）前2min内n（H₂）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，根据H原子守恒得参加反应的n（HCl）=2n（H₂）=2×0.05mol=0.1mol，则v（HCl）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.1mol}{0.1L}}{2min}$=0.5mol/（L．min），再利用同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算v（ZnCl₂）=$\frac{1}{2}$v（HCl）=$\frac{1}{2}$×0.5mol/（L．min）=0.25mol/（L．min），
答：在前2min内用ZnCl₂表示的平均反应速率是0.25mol/（L．min）；
（2）100mL盐酸中n（HCl）=$\frac{14.6g}{36.5g/mol}$=0.4mol，根据H原子守恒知，后4min内参加反应的n（HCl）=0.4mol-0.1mol=0.3mol，后四分钟内v（HCl）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.3mol}{0.1L}}{4min}$=0.75mol/（L．min），
答：在后4min内用HCl表示的平均反应速率是0.75mol/（L．min）；
（3）反应速率数值越大，反应速率越快，前两分钟内氯化氢反应速率是0.5mol/（L．min），后四分钟内HCl反应速率是0.75mol/（L．min），所以后四分钟反应速率大，虽然随着反应进行氢离子浓度降低，但因为该反应是放热反应，反应过程中放出热量导致溶液温度升高，温度对反应速率影响大于浓度对反应速率影响，所以反应速率加快，
答：后4nin反应速率快；随着反应进行氢离子浓度降低，但因为该反应是放热反应，反应过程中放出热量导致溶液温度升高，温度对反应速率影响大于浓度对反应速率影响，所以反应速率加快．

点评 本题考查化学反应速率有关计算，侧重考查学生分析计算能力，明确反应速率公式中各个物理量之间的关系是解本题关键，知道后四分钟反应速率大于前两分钟反应速率的原因，注意：比较反应速率大小要用同一物质比较，为易错点．