题目内容

18．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，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，体积已换算成标准状态）：
时间（min）12345
氢气体积（mL）50120232290310
（1）哪一时间段（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min）反应速率最大2～3min
（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）0.1mol/（L•min）．
（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，可以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．Na2CO3 溶液D．CuSO4溶液你认为可行的是（填编号）AB．

分析 （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；
（2）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率；
（3）根据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．

解答 解：（1）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，
故答案为：2～3 min；
（2）在2～3min时间段内，生成标况下氢气的体积为：232mL-120mL=112mL，n（H2）=0.005mol，由2HCl～H2可知：消耗盐酸的物质的量为0.01mol，
则υ（HCl）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$÷1min=0.1 mol/（L•min），
故答案为：0.1 mol/（L•min）；
（3）A．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Na2CO3溶液，Na2CO3能与盐酸反应，盐酸的浓度减小，反应速率减小，H+的物质的量减小，氢气的量也减小，故C错误；
C．加入CuSO4溶液，锌能置换出铜，锌、铜、稀盐酸形成原电池，加快了化学反应速率，故D错误；
故选AB．

点评 本题主要考查化学反应速率的影响因素，难度不大，需要注意的是反应过程中浓度以及温度的变化，明确化学反应速率的概念及计算方法，注重基础知识的积累．

练习册系列答案
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20．如图装置可实现电解CuCl2溶液，c、d均为石墨．下列说法正确的是（　　）
A．Ⅰ和Ⅱ无外加电源，都是原电池
B．铁为负极，d为阴极，两个电极上都发生还原反应
C．Ⅰ中铜电极Ⅱ中c电极上有铜析出
D．Ⅰ是原电池，Ⅱ是电解池
9．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率．请回答下列问题：
（1）上述实验中发生反应的化学方程式有CuSO4+Zn═ZnSO4+Cu，Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；
（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn可形成Cu-Zn原电池，加快了氢气产生的速率；
（3）实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是Ag2SO4；
（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的表面积等（答两种）；
（5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验．将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间．
            实验
混合溶液		ABCDEF
4mol•L-1 H2SO4/mL30V1V2V3V4V5
饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620
H2O/mLV7V8V9V10100
①请完成此实验设计，其中：V1=30，V6=10，V9=17.5．
②该同学最后得出的结论为当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降．请分析氢气生成速率下降的主要原因当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积而使反应速率下降．
6．硝基苯是一种重要的化工原料，其制备原理是：
+HO-NO2$→_{50～60℃}^{H_{2}SO_{4}}$ +H2O△H＜0
在温度稍高的情况下会生成副产物间二硝基苯：
+HO-NO2$→_{△}^{H_{2}SO_{4}}$ +H2O
请将下列制备硝基苯的实验内容填写完整：
（1）混酸的配制：取100mL烧杯，用浓硫酸20mL、浓硝酸18mL配制混酸，其操作过程为在100mL的烧杯中先加入18mL浓硝酸，然后缓慢加入20mL浓硫酸，不断搅拌，冷却到50～60℃
（2）安装反应装置：按图所示安装实验装置，在这个实验中冷凝管的作用是冷凝回流，防止苯和硝酸挥发_
（3）反应步骤：①把18mL的苯加入到三颈瓶中，将混酸加入到分液漏斗中，逐滴滴加混酸，边滴加边搅拌，这样做的目的是防止反应进行得过快，使温度升高得过快，增加反应的副产物_
②混酸滴加完毕后，在加热搅拌的条件下反应半小时．控制加热温度的方法是水浴加热．
③分离和提纯：除去产物中没有反应的酸，可在产物中加入碱溶液，然后用分液漏斗分液，下层物质为粗产品．除去硝基苯中没有反应的苯和生成的副产物的简便方法是（填方法名称）蒸馏．
13．硫酸亚锡（SnSO4）、四氯化锡（SnCl4）常用于印染和电镀工业．
（1）某研究小组设计SnSO4制备路线如下：

已知：酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式，Sn2+易被氧化；SnCl2极易水解．
①SnCl2酸溶后加入Sn粉的作用是调节溶液pH，还防止Sn2+被氧化；
②步骤Ⅱ中用到的玻璃仪器除烧杯外还有漏斗、玻璃棒；步骤Ⅳ中需要洗涤固体SnO中含有的杂质，检验SnO中的Cl-是否洗涤干净的操作为取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加滴加稀硝酸和AgNO3溶液，若无白色沉淀生成现象，则证明SnO中的Cl-已洗涤干净．
③步骤Ⅴ涉及到的操作有：a．过滤  b．洗涤  c．蒸发浓缩  d．冷却结晶  e．低温干燥，则其正确的操作顺序为cdabe．（填字母序号）
（2）实验室拟用以下装置，用熔融的金属锡与干燥纯净的氯气制取无水SnCl4（SnCl4熔点-33℃，沸点114.1℃，遇潮湿空气极易水解），此反应过程放出大量的热．

①装置C中应加入的试剂为浓硫酸；仪器E的名称为冷凝管．
②反应开始生成SnCl4时，可以先熄灭D（填字母序号）处的酒精灯，理由是熔融的金属锡与氯气反应过程中放出大量的热，能维持该反应继续进行．
③该实验装置设计尚存在缺陷，改进的方法是（包括仪器、试剂及连接位置等）需要温度计；在装置F后应连接一个装有碱石灰（或氢氧化钠固体）的干燥管，．
3．Cu及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途．请回答以下问题：
（1）向CuSO4溶液中滴加氨水至深蓝色透明溶液时，发生的离子反应方程式2Cu+O2+2H2SO4（稀） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO4+2H2O．
（2）硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠（H2N-CH2-COONa）即可得到配合物A．其结构如图：
①SO42-中S原子的轨道杂化类型是sp3；
②A中碳原子的轨道杂化类型为sp2sp3．
③1mol氨基乙酸钠含有σ键的数目为8NA．
（3）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族．一种铜合金晶体具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，该合金中每一层均为密置层（填“密置层”、“非密置层”）；该晶体中，原子之间的作用力是金属键；
（4）上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中．若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的晶胞结构相似，该晶体储氢后的化学式应为H8AuCu3．若Cu原子与Au原子的距离为a cm，则该晶体储氢后的密度为$\frac{397}{{N}_{A}（{\sqrt{2}a）}^{3}}$g/cm3．（含a的表达式）
10．现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：
元素符号元素性质或原子结构
TM层上的电子数是原子核外电子层数的2倍
X最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性
Z元素最高正价是+7价
下列叙述中不正确的是（　　）
A．14X可用与测定文物年代B．Z的非金属性比T强
C．Y和T位于同一主族D．X元素形成的化合物种类很多
7．下列有关化学反应速率的认识，正确的是（　　）
A．增大压强（对于气体反应），活化分子总数必然增大，故反应速率增大
B．温度升高，分子动能增加，减小了活化能，故反应速率增大
C．选用适当的催化剂，分子运动加快，增加了碰撞频率，故反应速率增大
D．H+和OH-的反应活化能非常小，反应几乎在瞬间完成
8．设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法中不正确的是（　　）
A．1mol甲基（-CH3）含有的电子数目为9NA
B．28g乙烯和丙烯的混合气体中所含碳原子数为2NA
C．1mol乙醛与足量新制Cu（OH）2悬浊液反应，转移电子数目为NA
D．25℃时，1mol己烷完全燃烧后恢复至原状态，生成气态物质分子数为6NA

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