题目内容

【题目】某反应在体积为5L的恒容密闭的绝热容器中进行,各物质的量随时间的变化情况如下图所示(已知A、B、C均为气体)。

(1) 该反应的化学方程式为____。

(2) 反应开始至2分钟时,B的平均反应速率为____。

(3) 能说明该反应已达到平衡状态的是______。

A.υ(A)=2υ(B) B.容器内气体密度不变

C.υ逆(A)=υ正(C) D.各组分的物质的量相等

E. 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

(4) 由图求得平衡时A的转化率为____。

(5)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,某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粒的容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。

①请完成此实验设计,其中:V1=____,V6=____。

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____。

【答案】 2A + B 2C 0.1mol.(L·min) -1 C、E 40% 30 10 当加入一定量CuSO4后,生成的单质Cu沉积在Zn表面,降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积

【解析】(1)由图象可以看出,A、B的物质的量逐渐减小,则A、B为反应物,C的物质的量逐渐增多,所以C为生成物,当反应到达2min时,△n(A)=2mol,△n(B)=1mol,△n(C)=2mol,化学反应中,各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比,则△n(A):△n(B):△n(C)=2:1:2,所以反应的化学方程式为:2A+B2C;
(2)由图象可以看出,反应开始至2分钟时,△n(B)=1mol,B的平均反应速率为:=0.1mol/(Lmin);
(3)A.v(A)=2v(B)不能说明正反应和逆反应的关系,故无法判断反应是否达到平衡,故A错误;B.容器内气体的总质量不变,体积不变,混合气体的密度始终不变,无法判断是否达到平衡状态,故B错误;C.在该反应中A和C的计量数相等,当v逆(A)=v正(C)时,正逆反应速率相等,说明反应已达平衡状态了,故C正确;D.容器内各物质的物质的量相等,不能说明各组分的浓度不再变化,无法判断是否达到平衡状态,故D错误;E.混合气体的质量始终不变,气体的总物质的量不确定,当混合气体的平均相对分子质量不再改变,可说明此时是平衡状态,故E正确;答案为CE;

(4)平衡时A的转化率为×100%=40;

(5)①要对比试验效果,那么除了反应的物质的量不一样以外,要保证其它条件相同,而且是探究硫酸铜量的影响,那么每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同.A组中硫酸为30ml,那么其它组硫酸量也都为30ml.而硫酸铜溶液和水的总量应相同,F组中硫酸铜20ml,水为0,那么总量为20ml,所以V6=10ml,V1=30ml;
②因为锌会先与硫酸铜反应,直至硫酸铜反应完才与硫酸反应生成氢气,硫酸铜量较多时,反应时间较长,而且生成的铜会附着在锌片上,会阻碍锌片与硫酸继续反应,氢气生成速率下降。

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