题目内容
【题目】课外活动小组的同学探究影响锌与酸反应生成氢气的快慢的因素,实验如下:分别向两只烧杯中加入500mL0.4mol·L-1盐酸、500mLamol·L-1硫酸,再同时向两只烧杯中加入等质量、等大小的过量锌片(未用砂纸打磨),并开始记录数据。
(1)实验中硫酸的物质的量浓度的数值a为___。
(2)在2~6s内,Zn与盐酸的反应速率为v(H+)=__mol·L-1·s-1。
(3)在0~2s内,两溶液中的H+的物质的量浓度均下降至0.38mol·L-1,但均未得到H2,可能的原因是___。
(4)小组同学经过计算得到Zn与盐酸反应的速率随时间变化的情况。
①反应开始8s后,Zn与盐酸反应的速率逐渐减慢,原因可能是___。
②第4~6s的反应速率高于第2~4s的反应速率,原因可能是__。
(5)依据上述实验及数据推测,影响锌与酸反应生成氢气的快慢的因素有__。
【答案】0.2 0.025 Zn被氧化,表面有ZnO消耗酸 盐酸浓度减小使反应速率减慢 盐酸与Zn反应放热,使反应速率加快 氢离子的浓度、温度以及Cl-、SO等
【解析】
(1)根据图1,c(H+)=0.4mol/L,每个硫酸电离产生两个氢离子,则硫酸的物质的量浓度为0.2mol/L,即数值a为0.2。
(2)在2~6s内,c(H+)由0.38mol/L降为0.28mol/L,则反应掉c(H+)=0.38mol/L-0.28mol=0.1mol/L,H+的反应速率为v(H+)==0.025mol·L-1·s-1;
(3)锌为活泼金属,表面有氧化锌,所以可能的原因是Zn被氧化,表面有ZnO消耗酸;
(4)①随着反应的进行盐酸的浓度逐渐减小,所以Zn与盐酸反应的速率逐渐减慢,故原因可能是盐酸浓度减小使反应速率减慢;
②金属与酸反应放热,温度升高反应速率加快,所以第4~6s的反应速率高于第2~4s的反应速率,原因可能是盐酸与Zn反应放热,使反应速率加快;
(5)依据上述实验及数据推测,温度越高,反应速率越快;氢离子浓度越大,反应速率越快;盐酸与硫酸氢离子浓度相同时,阴离子不同,反应速率不同,所以影响锌与酸反应生成氢气的快慢的因素有氢离子的浓度、温度以及Cl-、SO等。
【题目】(1)碳单质在工业上有多种用途。例如焦炭可用来制取水煤气、冶炼金属,活性炭可处理大气污染物NO。一定条件下,在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)反应生成气体A和B。当温度在T1 ℃时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
活性炭(mol) | NO(mol) | A(mol) | B(mol) | |
初始 | 2.030 | 0.100 | 0 | 0 |
平衡 | 2.000 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
在T1 ℃时,达到平衡共耗时2分钟,则NO的平均反应速率为________ mol·L-1·min-1;当活性炭消耗0.015 mol时,反应的时间________(填“大于”、“小于”或“等于”)1分钟。
(2)固定和利用CO2,能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法,该方法的化学方程式是:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。某科学实验小组将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L 的密闭容器中(温度保持不变),测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。回答下列问题:
①该反应在0~8min时,CO2的转化率是________。
②仅改变某一条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。a、b、c、d四点中逆反应速率大小关系为_________,M、b、N三点中平衡常数K的大小关系是_______。