Question

【題目】（11分）（1）某學生為了探究鋅與鹽酸反應過程中的速率變化，他在100mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水集氣法收集反應放出的氫氣（標準狀況下），實驗記錄如下（累計值）：

① 哪一時間段（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min）反應速率最大_______。

②2～3分鐘時間段以鹽酸的濃度變化來表示的該反應速率______。(設溶液體積不變)

③如果反應太激烈，為了減緩反應速率而又不減少產生氫氣的量，他在鹽酸中分別加入等體積的下列溶液：

A．蒸餾水、B．NaCl溶液、C．NaNO3溶液 D．CuSO4溶液 E.Na2CO3溶液，你認為可行的是_____。

（2）將等物質的量A、B混合于2L密閉容器中，發生如下反應3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g)，經5分鐘后，測得D的濃度為0.5mol/L，此時A的濃度與B的濃度之比為3:5，C的平均反應速率是0.1mol/(L·min) 則平衡時A的濃度為__________mol/L，B的平均反應速率mol/(L·min)。

（3）已知斷裂1molC-H，O=O，C=O，H-O化學鍵所需能量分別為akJ，bkJ，ckJ，dkJ，則該反應CH4+O2=CO2+2H2O的反應熱為△H=________kJ/mol。

Answer 1

【答案】（1）①2～3min （1分） ②0.1mol/(L·min)（2分，不寫單位或單位錯扣1分） ③AB（2分，選對一個選項給1分，錯選0分） （2）0.75；0.05（每空2分） （3）4a+b-2c-4d(2分）

【解析】

試題分析：①從表中數據看出2 min～3 min收集的氫氣比其他時間段多，雖然反應中c（H+）下降，但主要原因是Zn置換H2的反應是放熱反應，溫度升高；

②在2～3min時間段內，n（H2）=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol，由2HCl～H2得，消耗鹽酸的物質的量為0.01mol，則υ（HCl）==0.1 mol/（Lmin）；

③A、加入蒸餾水，溶液的濃度減小，反應速率減小，H+的物質的量不變，氫氣的量也不變，A正確；B、加入氯化鈉溶液，減小鹽酸的濃度，反應速率減小，H+的物質的量不變，氫氣的量也不變，B正確；C、加入NaNO3溶液，減小鹽酸的濃度，但此時溶液中含有硝酸，與金屬反應得不到氫氣，C錯誤；D、加入CuSO4溶液，鋅能置換出銅，鋅、銅、稀鹽酸形成原電池，加快了化學反應速率，氫氣的量不變，D錯誤；E、加入Na2CO3溶液，Na2CO3能與鹽酸反應，鹽酸的濃度減小，反應速率減小，H+的物質的量減小，氫氣的量也減小，E錯誤，答案選AB。

（2）經5分鐘后，測得D的濃度為0.5mol/L，C的平均反應速率是0.1mol/(L·min) ，則生成C是0.5mol/L，所以根據濃度變化量之比是化學計量數之比可知x＝2

3A(g)+B(g)=2C(g)+2D(g)

起始量（mol） n n 0 0

轉化量（mol） 1.5 0.5 1 1

平衡量（mol） n－1.5 n－0.5 1 1

此時A的濃度與B的濃度之比為3:5

則（n－1.5）：（n－0.5）＝3：5

解得n＝3

因此平衡時A的濃度為＝0.75mol/L

平衡時C的平均反應速率是0.1mol/(L·min)

則根據反應速率之比是相應的化學計量數之比可知B的平均反應速率為0.05mol/(L·min)。

（3）反應熱＝反應物中鍵能之和－生成物中鍵能之和，則根據方程式CH4+O2=CO2+2H2O可知該反應的反應熱為△H=（4a+b-2c-4d）kJ/mol。