Question

2．某研究性学习小组欲研究影响锌和稀硫酸反应速率的外界条件，下表是其实验设计的有关数据：

实验 序号	锌的质量/g	锌的 状态	c（H2SO4）/mol•L-1	V（H2SO4） /mL	反应前溶液的温度/℃	添加剂
1	0.65	粒状	0.5	50	20	无
2	0.65	粉末	0.5	50	20	无
3	0.65	粒状	0.5	50	20	2滴CuSO4溶液
4	0.65	粉末	0.8	50	20	无
5	0.65	粉末	0.8	50	20	2滴CuSO4溶液

（1）在此5组实验中，判断锌和稀硫酸反应速率大小，最简单的方法可通过定量测定锌完全消失所需的时间进行判断，其速率最快的实验是5 （填实验序号）．
（2）对锌和稀硫酸反应，实验1和2表明，固体反应物的表面积对反应速率有影响；实验1和3表明，（是否形成）原电池对反应速率有影响．
（3）进行实验2时，小组同学根据实验过程绘制的标准状况下的气体体积V与时间t的图象如右图所示．
①在OA、AB、BC三段中反应速率最快的是AB，原因是反应放热，使温度升高，反应速率加快．
②2～4min内以硫酸的浓度变化表示的反应速率（假设溶液的体积不变）=0.06mol•L^-1•min^-1．

Answer 1

分析 影响锌与稀硫酸的反应速率的因素，除锌粉的颗粒大小、质量及纯度外，主要是浓度、温度及催化剂等因素；
（1）对相同的锌粉来说，稀硫酸的浓度越大，反应速率越快，温度越高反应速率越快，利用原电池原理也可以加快反应速率，锌完全消失所需的时间越短；
（2）1和2除固体表面积不同外，其它因素均相同；3比1多滴加了2滴CuSO₄溶液；
（3）①分析相同时间内氢气体积的多少来判断速率的快慢；
②利用速率表达式v=$\frac{△c}{△t}$计算速率．

解答 解：（1）第5组实验时温度最高，浓度最大，也滴加了硫酸铜溶液，利用了Zn-Cu原电池，因此反应速率最快，锌完全消失所需的时间最短，
故答案为：锌完全消失所需的时间；5；
（2）1和2除固体表面积不同外，其它因素相同，是考查固体反应物的表面积对速率的影响，实验3比1多了形成Zn-Cu原电池，因此考查影响速率的因素是否形成原电池，
故答案为：固体反应物的表面积；是否形成原电池；
（3）①从图中看出2-4分钟内产生氢气最多，故这段时间内反应速率最大，因为为反应放热，使温度升高，反应速率加快，
故答案为：AB；反应放热，使温度升高，反应速率加快；
②2-4分钟内，产生氢气179.2-44.8=134.4mL，物质的量为$\frac{134.4×1{0}^{-3}L}{22.4L•mo{l}^{-1}}$=6×10^-3mol，根据反应方程式：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑可知，参加反应硫酸的物质的量为：6×10^-3mol，v（H₂SO₄）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{6×1{0}^{-3}mol}{0.05L×2min}$=0.06mol•L^-1•min^-1，故答案为：0.06mol•L^-1•min^-1．

点评 本题考查了反应速率的测定及影响因素，中等难度，注意在比较外界反应条件对反应速率的影响时，要限定其他条件相同，改变一个条件，这是解题的依据．