Question

【題目】化學反應速率和限度與生產、生活密切相關。

（1）某學生為了探究鋅與鹽酸反應過程中的速率變化，在400mL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，實驗記錄如下(累計值)：

時間/min	1	2	3	4	5
氫氣體積/mL(標準狀況)	100	240	464	576	620

①哪一時間段反應速率最大________min(填“0～1”，“1～2”，“2～3”，“3～4”或“4～5”)，原因是______________________________。

②求3～4min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)。

（2）另一學生為控制反應速率防止反應過快難以測量氫氣體積，他事先在鹽酸中加入等體積的下列溶液以減慢反應速率，你認為不可行的是________(填字母)。

A．蒸餾水 B．KCl溶液

C．KNO3溶液 D．Na2SO4溶液

（3）某溫度下在4L密閉容器中，X、Y、Z三種氣態物質的物質的量隨時間變化曲線如圖。

①該反應的化學方程式是_______________。

②該反應達到平衡狀態的標志是________(填字母)。

A．Y的體積分數在混合氣體中保持不變

B．X、Y的反應速率比為3∶1

C．容器內氣體壓強保持不變

D．容器內氣體的總質量保持不變

E．生成1molY的同時消耗2molZ

③2min內Y的轉化率為________。

Answer 1

【答案】2～3 因該反應是放熱反應，此時溫度高且鹽酸濃度較大，所以反應速率較快 0.025mol·L－1·min－1 C 3X(g)＋Y(g)2Z(g) AC 10%

【解析】

(1)①相同通條件下，反應速率越大，相同時間內收集的氣體越多；由表中數據可知，反應速率最大的時間段是2～3 min，原因是：該反應是放熱反應，隨反應進行溫度升高，此時鹽酸的濃度還較大，所以反應速率越快；

②3～4分鐘時間段，收集的氫氣體積=(576-464)mL=112mL，n(H2)==0.005mol，根據氫氣和HCl關系式得消耗的n(HCl)=2n(H2)=2×0.005mol=0.01mol，則v(HCl)==0.025mol/(Lmin)；

(2)A．加入蒸餾水，氫離子濃度減小，反應速率降低，故A不選；
B．加入KCl溶液，氫離子濃度降低，反應速率降低，故B不選；
C．加入KNO3溶液，相當于含有硝酸，硝酸和Zn反應生成NO而不是氫氣，故C選；
D．加入硫酸鈉溶液，相當于稀釋，氫離子濃度降低，反應速率降低，故D不選；

綜上所述選C；

(3)①根據圖知，隨著反應進行，X、Y的物質的量減少而Z的物質的量增加，則X和Y是反應物而Z是生成物，反應達到平衡時，△n(X)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、△n(Y)=(1.0-0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5-0.1)mol=0.4mol，同一可逆反應中同一段時間內參加反應的各物質的物質的量變化量之比等于其計算之比，X、Y、Z的計量數之比=0.6mol：0.2mol：0.4mol=3：1：2，則該反應方程式為3X+Y2Z；

②A．Y的體積分數在混合氣體中保持不變，說明各物質的量不變，反應達到平衡狀態，故A正確；
B．X、Y的反應速率比為3：1時，如果反應速率都是指同一方向的反應速率，則該反應不一定達到平衡狀態，故B錯誤；
C．反應前后氣體壓強減小，當容器內氣體壓強保持不變時，說明各物質的物質的量不變，反應達到平衡狀態，故C正確；
D．反應物和生成物均為氣體，容器內氣體的總質量一直保持不變，故D錯誤；
E．只要反應發生就有生成1mol Y的同時消耗2mol Z，故E錯誤；
故選：AC；

③Y的轉化率==10%。