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，实验记录如下（累计值）：

①哪一时间段反应速率最大______min（填0～1、1～2、2～3、3～4、4～5），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等体积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．Y的体积分数在混合气体中保持不变

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．容器内气体的总质量保持不变

E．生成1mol Y的同时消耗2mol Z

③2min内Y的转化率为______。

Answer 1

【答案】 2～3 因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快 0.025 mol/(Lmin) CD 3X(g)+Y(g)2Z(g) AC 10%

【解析】（1）①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min时间段中，产生气体的体积分别为100mL、140mL、224mL、112mL、54mL，由此可知反应速率最大的时间段为2～3 min；原因是：因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快；②在3～4min时间段内，n（H2）=0.112L/22.4L·mol－1=0.005mol，根据2HCl～H2，计算消耗盐酸的物质的量为0.01mol，则υ（HCl）=0.01mol/（0.4L·1min）=0.025mol/（L·min）；③A．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正确；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正确；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错误；D．加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成原电池，反应速度增大，且影响生成氢气的量，故D错误；故选CD；(3)①由图象可以看出，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)；②A．体积固定，混合气体的总物质的量不确定，Y的体积分数在混合气体中保持不变，反应达到平衡状态，故A正确；B．X、Y的反应速率比为3∶1，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，达平衡状态，故C正确；D．反应物生成物均为气体，容器内气体的总质量保持不变，不能作为平衡状态的标志，故D错误；E．生成1mol Y的同时消耗2mol Z 均只能表示逆速率，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应达到平衡状态，故E错误；故选AC。③2min内X的转化率为=变化物质的量/起始总物质的量 ×100%=(1mol-0.9mol)/1mol ×100%=10%.