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(8分)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100 mL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,且气体体积为标况体积):
时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)
50
120
232
290
310
(1)哪一时间段(指0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min)反应速率最大_____               ______,
原因是                                     
(2)求2~3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)            
(3)如果反应太激烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,他在盐酸中分别加入等体
积的下列溶液,你认为可行的是__________。
A.蒸馏水   B.NaCl溶液   C.NaNO3溶液   D.CuSO4溶液   E.Na2CO3溶液
①2-3min 反应放热,温度升高,反应速率加快
②0.1mol/(L·min)     ③AB

试题分析:(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是:50 mL、 70mL 、112mL、68mL、20 mL,由此知反应速率最大的时间段为2-3min;反应速率刚开始增大后来又逐渐减小与反应物的浓度无关,只能是与反应的热效应有关。
(2)在2~3分钟时间段内,n(H2)= 0.112L/22.4L/moL=0.005mol,则消耗盐酸的物质的量=2n(H2),则υ(HCl)=0.1mol/(L·min)。
(3)A、加入蒸馏水,H+浓度减小,反应速率减小但不减少氢气的量,正确;B、加入NaCl溶液,H+浓度减小,反应速率减小但不减少氢气的量,正确;C、加入NaNO3溶液,生成NO气体,影响生成氢气的量,错误;D、加入CuSO4溶液,Zn置换出Cu形成原电池,使反应速率增大,但影响生成氢气的量,错误;E、加入Na2CO3溶液,消耗H+而使H+浓度减小,影响生成氢气的量,错误。
练习册系列答案
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(14分)短周期主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大 , A是元素周期表中原子半径最小的元素,B是形成化合物种类最多的元素,C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,D是同周期中金属性最强的元素,E的负一价离子与C的某种氢化物分子含有相同的电子数。
⑴A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为              
⑵已知:
① E-E→2E  ?H=+a kJ/mol;
② 2A→A-A  ?H=-b kJ/mol;
③ E+A→A-E ?H=-c kJ/mol;
写出298K时,A2与E2反应的热化学方程式                                   
⑶在某温度下容积均为2 L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,使之发生反应:2A2(g)+BC(g)X(g)  ?H=-Q kJ/mol(Q>0,X为A、B、C三种元素组成的一种化合物)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:
实验



初始投料
2 mol A2、1 mol BC
1 mol X
4 mol A2、2 mol BC
平衡时n(X)
0.5 mol
n2
n3
反应的能量变化
放出Q1kJ
吸收Q2kJ
放出Q3kJ
体系的压强
P1
P2
P3
反应物的转化率
1
2
3
①在该温度下,假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min,则A2的平均反应速率
v (A2)=                 
② 计算该温度下此反应的平衡常数K =                 
③三个容器中的反应分别达平衡时下列各组数据关系正确的是           (填字母)。
A.α1+α2=1            B.Q1+Q2=Q              C.α3<α1              
D.P3<2P1=2P2         E.n2<n3<1.0 mol           F.Q3=2Q1
④在其他条件不变的情况下,将甲容器的体积压缩到1 L,若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为75%,请在下图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。

⑷熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是一种高温燃料电池,被称为第二代燃料电池,是未来民用发电的理想选择方案之一,其工作原理如图所示。现以A2(g)、BC(g)为燃料,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出该碳酸盐燃料电池(MCFC)正极的电极反应式____________________________。
(14分)研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机,减少温室效应具有重要的意义。
(1)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  △H=-566 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)   △H=-802 kJ·mol-1
则CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=   kJ·mol-1
(2)在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

①据图可知,p1、p2、 p3、p4由大到小的顺序    
②在压强为p4、1100℃的条件下,该反应5min时达到平衡点X,则用CO表示该反应的速率为      。该温度下,反应的平衡常数为         。 
(3)CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g)来制取。
① 在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,可认定平衡已达到的是        
A.体系压强不再变化B.H2与CO的物质的量之比为1:1
C.混合气体的密度保持不变D.气体平均相对分子质量为15,且保持不变
② 在某密闭容器中同时投入四种物质,2min时达到平衡,测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2.2molH2(g)和一定量的C(s),如果此时对体系加压,平衡向       (填“正”或“逆”)反应方向移动,第5min时达到新的平衡,请在右图中画出2~5min内容器中气体平均相对分子质量的变化曲线。

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