题目内容

【题目】某研究性学习小组通过铁与盐酸反应的实验,研究影响反应速率的因素(铁的质量相等,铁块的形状一样,盐酸均过量),甲同学设计实验如下表:

实验编号

盐酸浓度(mol·L-1)

铁的状态

温度/°C

1

2.00

块状

20

2

2.00

粉末

20

3

1.00

块状

20

4

2.00

块状

40

请回答:

(1)若四组实验均以收集到500mL(已转化为标准状况下)氢气为标准,则上述实验中还需要测定的数据是________。

(2)实验________和______是研究铁的状态对该反应速率的影响(填实验编号,下同);实验______和______是研究温度对该反应速率的影响。

(3)测定在不同时间t产生氢气体积V的数据,根据数据绘制得到图,则曲线c、d分别对应的实验组别可能是_______、______。

(4)乙同学设计了下列一组实验:所用铁块的形状、质量均相同,所用酸的体积相同,其浓度如下,你认为产生氢气速率最快的是______。

A 18.4mol·L-1硫酸 B 5.0mol·L-1硝酸 C 3.0mol·L-1盐酸 D 2.0mol·L-1硫酸

【答案】收集500 mL氢气所需的时间 1 2 1 4 1 3 D

【解析】

该实验的目的是通过铁与盐酸反应的实验,研究影响反应速率的因素,由表格数据可知,实验1和2铁的状态不同,目的是研究铁的状态对该反应速率的影响;实验1和3盐酸的浓度不同,目的是研究盐酸的浓度对该反应速率的影响;实验1和4反应温度不同,目的是研究反应温度对该反应速率的影响。

(1)该实验的目的是通过铁与盐酸反应的实验,研究影响反应速率的因素,要比较反应速率的快慢,还需要测定收集到标准状况下500mL氢气所需的时间,故答案为:收集500 mL氢气所需的时间;

(2)由表格数据可知,实验1和2铁的状态不同,目的是研究铁的状态对该反应速率的影响;实验1和4反应温度不同,目的是研究反应温度对该反应速率的影响,故答案为:1;2;1;4;

(3)由图可知,曲线c、d的反应速率较慢,固体表面积越大,反应速率越快,则1和2相比,1的反应速率较慢;酸的浓度越大,反应速率越快,则1和3相比,3的反应速率较慢;温度越高,反应速率越快,则1和4相比,1的反应速率较慢,所以曲线c、d分别对应的实验组别可能是1和3,故答案为:1;3;

(4)铁在18.4mol·L-1硫酸中钝化,无氢气生成;铁与5.0mol·L-1硝酸反应生成一氧化氮,无氢气生成;铁与3.0mol·L-1盐酸和2.0mol·L-1硫酸反应生成氢气,3.0mol·L-1盐酸中氢离子浓度为3.0mol·L-1,2.0mol·L-1硫酸中氢离子浓度为4.0mol·L-1,氢离子浓度越大,反应速率越快,则产生氢气速率最快的是2.0mol·L-1硫酸,故答案为:D。

练习册系列答案
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(1)在恒温,容积为1 L容器中,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示。已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,回答下列问题:

①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式: _____________________________

②ΔH2=__________kJ·mol-1。

③在相同条件下,充入1 mol SO3和0.5 mol的O2,则达到平衡时SO3的转化率为___________;此时该反应________(填“放出”或“吸收”)________kJ的能量。

(2)中国政府承诺,到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50% 。

①CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图2所示。从3 min到9 min,v(H2)=________mol·L-1·min-1。此条件下该反应的平衡常数为__________

②能说明上述反应达到平衡状态的是______(填编号)

A、反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)

B、混合气体的密度不随时间的变化而变化

C、CO2的体积分数在混合气体中保持不变

D、单位时间内消耗3 mol H2,同时消耗1 mol H2O

③为了加快化学反应速率且使体系中气体的物质的量减少,其他条件不变时,可采取的措施有________(填编号)。

A.升高温度B.缩小容器体积C.再充入CO2气体D.使用合适的催化剂

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