Question

把在空氣中久置的鋁片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L^－1硫酸溶液的燒杯中，該鋁片與硫酸反應產生氫氣的速率與反應時間的關系可用如圖曲線來表示，回答下列問題：

（1）曲線由O →a段不產生氫氣的原因是___________________________________
有關反應的化學方程式為_________________________________
（2）曲線a→c段，產生氫氣的速率增加較快的主要原因是_________________________
（3）曲線由c以后，產生氫氣的速率逐漸下降的主要原因是_________________________
（4）該反應若使用催化劑，可使H₂產量增多嗎______________(填“會”或“不會”)。

（5）某溫度時，在2L密閉容器中X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。
由圖中的數據分析，該反應的化學方程式為                            。
反應從開始至2min末，Z的平均反應速率為               。

Answer 1

（12分）(1)硫酸首先和氧化鋁反應，不產生H₂(1分)
Al₂O₃＋3H₂SO₄===Al₂(SO₄)₃＋3H₂O(2分)
(2)反應放熱，溫度升高是影響反應速率的主要因素，使反應速率增大(2分)
(3)硫酸的濃度逐漸減小，該因素變為影響化學反應速率的主要因素，化學反應速率開始下降(2分)
(4)不會(1分)
(5)3X + Y  2Z (2分)   0.05mol／(L·min) (2分)

試題分析：（1）鋁是活潑性較強的金屬，能迅速和空氣中的氧氣反應生成氧化鋁，氧化鋁和稀硫酸反應生成氯化鋁和水，所以離子方程式為Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
故答案為：硫酸首先與鋁片表面的Al₂O₃反應； Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）金屬和酸的反應是放熱反應，所以該反應放熱，使溶液的溫度升高，升高溫度，化學反應速率加快．
故答案為：由于反應放出的熱量使溶液溫度升高而使反應速率加快了；
（3）隨著反應的進行，溶液中的氫離子濃度逐漸降低，所以反應速率逐漸減小；
故答案為：隨著反應的進行，硫酸溶液的濃度逐漸下降；
（4）催化劑不能使化學平衡移動，故H₂產量不會增多。
（5）根據各個物質發生反應的物質的量之比等于其化學計量數之比，故化學方程式為3X + Y  2Z。
Z的平均反應速率為0.2mol÷2L÷2min= 0.05mol／(L·min)。
點評：本題考查了根據圖象分析外界條件對化學反應速率的影響、化學反應速率的計算等知識點，難度不大，易錯的是（4）題，注意先進行過量計算，再根據不足量的物質為標準進行計算。