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,實驗記錄如表(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、4~5),原因是__________。

②求3~4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)。

(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（_________）

A.蒸餾水 B.KCl溶液 C.KNO3溶液 D.CuSO4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__________。

A X、Y、Z的反應速率相等

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 生成1mol Y的同時生成2mol Z

③2min內X的轉化率為__________。

④若上述反應中X、Y、Z分別為H2、N2、NH3,且已知17g氨氣分解成氮氣和氫氣要吸收46kJ熱量,則該反應的熱化學反應方程式為:__________。

Answer 1

【答案】2~3min 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·min) CD 3X(g)+Y(g) 2Z(g) CD 30% N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol;

【解析】

（1）①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min時間段中，產生氣體的體積分別為100mL、140mL、224mL、112mL、54mL，生成氣體體積越大的時間段，反應速率越大，結合溫度、濃度對反應速率的影響分析；

②計算出氫氣的體積，根據2HCl～H2，計算消耗鹽酸的物質的量，計算濃度的變化，根據v=△c/△t計算反應速率；

（2）為了減緩反應速率但不減少產生氫氣的量，可降低H+濃度，但不能影響H+的物質的量；

（3）①根據參加反應的物質的物質的量之比等于化學計量數之比書寫化學方程式；

②反應到達平衡狀態時，正逆反應速率相等（同種物質）或正逆反應速率之比等于系數之比（不同物質），平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發生變化，可由此進行判斷；

③轉化率=×100%；

④17g氨氣的物質的量是1mol，1mol氨氣分解吸收46kJ熱量，則生成1mol氨氣放出46kJ熱量，生成2mol氨氣放出92kJ熱量。

（1）①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min時間段中，產生氣體的體積分別為100mL、140mL、224mL、112mL、54mL，由此可知反應速率最大的時間段為2～3min；原因是：該反應是放熱反應，溫度越高，反應速率越大，故答案為：2～3min；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。

②在3～4min時間段內，n（H2）=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol，根據2HCl～H2，計算消耗鹽酸的物質的量為0.01mol，則υ（HCl）=0.01mol÷0.4L÷1min=0.025mol/（Lmin），故答案為：0.025mol/（Lmin）。

③A.加入蒸餾水，H+濃度減小，反應速率減小且不減少產生氫氣的量，故A正確；

B.加入KCl溶液，H+濃度減小，反應速率減小且不減少產生氫氣的量，故B正確；

C.加入KNO3溶液，H+濃度減小，因酸性溶液中有NO3-，具有強氧化性，與Zn反應無氫氣生成，故C錯誤；

D.加入CuSO4溶液，Zn置換出Cu反應速度增大，且影響生成氫氣的量，故D錯誤。

故答案為：CD。

（2）①由圖象可以看出，反應中X、Y的物質的量減少，應為反應物，Z的物質的量增多，應為生成物，當反應進行到5min時，△n（Y）=0.2mol，△n（Z）=0.4mol，△n（X）=0.6mol，

則△n（Y）：△n（Z）：△n（X）=1：2：3，參加反應的物質的物質的量之比等于化學計量數之比，則反應的方程式為：3X+Y2Z，故答案為：3X+Y2Z。

②A.平衡時X、Y、Z的反應速率可能相等，與各物質的起始量和轉化率有關，但不能作平衡狀態的標志，故A錯誤；

B.隨著反應的進行X、Y的反應速率比始終為3：1，不能作為平衡狀態的標志，故B錯誤；

C.體積固定，混合氣體的總物質的量不確定，當容器的壓強保持一定，說明正逆反應速率相等，達平衡狀態，故C正確；

D.生成1molY的同時生成2molZ，同時消耗2molZ，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故D正確。

故答案為：CD。

③2min內X的轉化率=×100%=×100%=30%，故答案為：30%。

④17g氨氣的物質的量是1mol，1mol氨氣分解吸收46kJ熱量，則生成1mol氨氣放出46kJ熱量，生成2mol氨氣放出92kJ熱量，則該反應熱化學方程式為N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92kJ/mol，故答案為：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92kJ/mol。