Question

15．某学生为了探究锌与盐酸反应生成氢气过程中的速率变化，他在100mL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）：

时间（min）	1	2	3	4	5
氢气体积（mL）	50	120	232	290	310

（1）哪一时间段反应速率最大2～3min，原因是反应放热，加快反应速率．（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min）
（2）哪一段时段的反应速率最小4～5min，原因是盐酸浓度减小（氢离子浓度减小）（．
（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，可在盐酸中分别加入等体积的下列溶液，你认为可行的是B．
A．Na₂CO₃溶液     B．NaCl溶液     C．NaNO₃溶液      D．CuSO₄溶液
（4）如果要使产生氢气的速率加快你认为可行的措施有哪些？（至少写两条）升温、增大盐酸浓度（或加入少量的硫酸铜溶液；减小锌粉的颗粒度）．

Answer 1

分析 （1）先计算每个时间段的气体体积，然后根据相同条件下，气体体积与反应速率的关系判断反应速率大小，根据该反应与能量变化的关系判断速率变化原因；
（2）先计算每个时间段的气体体积，然后根据相同条件下，气体体积与反应速率的关系判断反应速率大小，根据浓度与化学反应速率的关系判断速率变化的原因；
（3）根据浓度、电解质的强弱对反应速率的影响判断；
（4）增大反应速率，可增大浓度、升高温度或形成原电池反应等．

解答 解：（1）相同通条件下，反应速率越大，相同时间内收集的气体越多；由表中数据可知，反应速率最大的时间段是2～3 min，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；反应放热，加快反应速率；
（2）相同通条件下，反应速率越小，相同时间内收集的气体越少；过计算得，反应速率最小的时间段是：4～5min；原因是：随着反应的进行，盐酸的浓度在减小，浓度越小，反应速率越慢．
故答案为：4～5min；盐酸浓度减小（氢离子浓度减小）；
（3）改变化学反应速率的方法有：改变溶液的浓度、改变溶液的温度、改变固体的表面积等，
A．加Na₂CO₃溶液，溶液的体积增大，盐酸的浓度降低，但盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳，氢气的量减小，故A错误；
B．加NaCl溶液，溶液的体积增大，浓度降低，反应速率减小，但生成的气体的量不变，故B正确；
C．加入硝酸钠，硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，反应生成NO气体，影响了氢气的量，故C错误；
D．加CuSO₄溶液，能形成铜锌原电池，加快反应速率，故D错误；
故答案为：B；
（4）增大反应速率，可通过升温、增大盐酸浓度、加入少量的硫酸铜溶液、减小锌粉的颗粒度等方法实现，
故答案为：升温、增大盐酸浓度（或加入少量的硫酸铜溶液；减小锌粉的颗粒度）．

点评 本题考查反应速率的影响因素，为高频考点，题目难度中等，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握浓度、温度、催化剂、固体表面积等因素对反应速率的影响．