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,实验记录如表(累计值):

时间(min)	1	2	3	4	5
氢气体积(mL)(标准状况)	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),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 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__________。

④若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3,且已知17g氨气分解成氮气和氢气要吸收46kJ热量,则该反应的热化学反应方程式为:__________。

Answer 1

【答案】2~3min 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 0.025mol/(L·min) CD 3X(g)+Y(g) 2Z(g) CD 30% N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol;

【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，生成气体体积越大的时间段，反应速率越大，结合温度、浓度对反应速率的影响分析；

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=△c/△t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根据参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比书写化学方程式；

②反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率之比等于系数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，可由此进行判断；

③转化率=×100%；

④17g氨气的物质的量是1mol，1mol氨气分解吸收46kJ热量，则生成1mol氨气放出46kJ热量，生成2mol氨气放出92kJ热量。

（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；原因是：该反应是放热反应，温度越高，反应速率越大，故答案为：2～3min；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=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/（Lmin），故答案为：0.025mol/（Lmin）。

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反应速度增大，且影响生成氢气的量，故D错误。

故答案为：CD。

（2）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+Y2Z，故答案为：3X+Y2Z。

②A.平衡时X、Y、Z的反应速率可能相等，与各物质的起始量和转化率有关，但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，达平衡状态，故C正确；

D.生成1molY的同时生成2molZ，同时消耗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=×100%=×100%=30%，故答案为：30%。

④17g氨气的物质的量是1mol，1mol氨气分解吸收46kJ热量，则生成1mol氨气放出46kJ热量，生成2mol氨气放出92kJ热量，则该反应热化学方程式为N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92kJ/mol，故答案为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92kJ/mol。