题目内容

16.按要求填写下列空白:
(1)将10molA 和smolB 充入SL 密闭容器中,某温度下发生反应:3A+B?2C ( A、B、C均为气体),在最初2s内,v(A)为0.6mol/(L•s).则在2s时,B的物质的量浓度为0.6mol/L,C 的体积分数为$\frac{0.8S}{10-S}$×100%(小数点后保留一位).
(2)某同学为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100mL1.0mol/L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(气体体积已折算为标准状况),实验记录如表(累计值)
时间/min12345
氢气体积/mL50120232290310
①哪一时间段(0-1min、1-2min、2-3min、3-4min、4-5min)反应速率最慢4~5min,原因是因为4~5min时H+浓度小(或酸的浓度小).
②求2-3min时间段内以盐酸的浓度变化表示的该反应的反应速率0.1mol/(L•min)(忽略溶液体积的变化).
③为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,该同学在盐酸中分别加入等体积的下列}溶液:
A.蒸馏水   B.NaCl溶液         C.0.5mol/L盐酸
你认为可行的是(填序号)ABC.

分析 (1)依据化学平衡三段式列式计算,在最初2s内,v(A)为0.6mol/(L•s).则在2s时,消耗A物质的量=0.6mol/(L•s)×SL×2s=1.2Smol
                       3A(g)+B(g)?2C(g)
起始量(mol)  10           S               0
变化量(mol) 1.2S     0.4S            0.8S
2s量(mol) 10-1.2S        0.6S         0.8S
结合C=$\frac{n}{V}$计算B的物质的量浓度,相同条件下,体积之比等于物质的量之比,C 的体积分数=$\frac{C的物质的量}{总的物质的量}$×100%;
(2)①根据影响化学反应速率的因素有浓度、温度以及固体的表面积大小等因素,温度越高、浓度越大、固体表面积越大,反应的速率越大,从表中数据看出2 min~3 min收集的氢气比其他时间段多,原因是Zn置换H2的反应是放热反应,温度升高;4 min~5 min收集的氢气最少是因为随反应进行c(H+)下降;
②根据v=$\frac{△C}{△t}$计算反应速率;
③根据影响化学反应速率的因素以及氢气的量取决于H+的物质的量分析解答.

解答 解:(1)依据化学平衡三段式列式计算,在最初2s内,v(A)为0.6mol/(L•s).则在2s时,消耗A物质的量=0.6mol/(L•s)×SL×2s=1.2Smol
                     3A(g)+B(g)?2C(g)
起始量(mol) 10        S               0
变化量(mol) 1.2S   0.4S            0.8S
2s量(mol) 10-1.2S  0.6S          0.8S
B的物质的量浓度C(B)=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.6S}{S}$mol/L=0.6mol/L
相同条件下,体积之比等于物质的量之比,C 的体积分数=$\frac{C的物质的量}{总的物质的量}$×100%=$\frac{0.8S}{10-1.2S-0.6S+0.8S}$×100%=$\frac{0.8S}{10-S}$×100%;
故答案为:0.6mol/L;$\frac{0.8S}{10-S}$×100%;
(2)①0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5min,各时间段的气体体积分别为:50 mL、70mL、112 mL、58 mL、20 mL,从表中数据看出2 min~3 min收集的氢气比其他时间段多,虽然反应中c(H+)下降,但主要原因是Zn置换H2的反应是放热反应,温度升高,4 min~5 min收集的氢气最少是虽然反应中放热,但主要原因是c(H+)下降,反应物浓度越低,反应速率越小,
故答案为:4~5min;因为4~5min时H+浓度小(或酸的浓度小);
②在2~3min时间段内,气体体积112 mL,n(H2)=$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol,由2HCl~H2得,消耗盐酸的物质的量为0.01mol,
则υ(HCl)=$\frac{\frac{0.01mol}{0.1L}}{1min}$=0.1 mol/(L•min),
故答案为:0.1mol/(L•min);
③A、加入蒸馏水,溶液的浓度减小,反应速率减小,H+的物质的量不变,氢气的量也不变,故A正确;
B、加入氯化钠溶液,减小盐酸的浓度,反应速率减小,H+的物质的量不变,氢气的量也不变,故B正确;
C、加入0.5mol/L盐酸,浓度小于1.0mol/L盐酸,相当于稀释,反应速率减小,增加氢离子,增加氢气的量,不减少产生氢气的量,故C正确;
故选:ABC.

点评 本题主要考查反应速率的计算、化学反应速率的影响因素探究,题目难度中等,需要注意的是反应过程中浓度以及温度的变化,试题培养了分析解决问题的能力.

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