Question

16．化學反應速率與限度與生產、生活密切相關
（1）A學生為了探究鋅與鹽酸反應過程中的速率變化，他在200mL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反應速率最大的時間段是（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 ）2～3 min，原因是因該反應放熱，隨著反應，溶液溫度升高，故反應速率加快．
②求2～3分鐘時間段以鹽酸的濃度變化來表示的該反應速率0.1mol/（L•min）．（設溶液體積不變）
（2）B學生也做同樣的實驗，但由于反應太快，測不準氫氣體積，故想辦法降低反應速率，請你幫他選擇在鹽酸中加入下列AB以減慢反應速率．（填寫代號）
A．蒸餾水        B．冰塊       C．HNO₃溶液       D．CuSO₄溶液
（3）某溫度下在10L密閉容器中，3種氣態(tài)物質A、B、C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2C?A+3B．
②求在該條件達到反應的限度（平衡狀態(tài)）時反應物的轉化率【轉化率=$\frac{轉化的物質的量}{初始物質的量}$×100%】，請寫出計算過程，計算結果保留1位小數）

Answer 1

分析 （1）①根據影響化學反應速率的因素有濃度、溫度以及固體的表面積大小等因素，溫度越高、濃度越大、固體表面積越大，反應的速率越大，從表中數據看出2 min～3 min收集的氫氣比其他時間段多，原因是Zn置換H₂的反應是放熱反應，溫度升高；
②根據v=$\frac{△c}{△t}$計算2～3分鐘時間段以鹽酸的濃度變化來表示的該反應速率；
（2）根據根據影響化學反應速率的因素以及氫氣的量取決于H⁺的物質的量分析；
（3）①根據物質的量的變化判斷反應物和生成物，根據物質的量的變化之比等于化學計量數之比書寫方程式；
②轉化率═轉化的物質的量/初始物質的量×100%，進行計算求解．

解答 解：（1）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，
故答案為：2～3；因該反應放熱，隨著反應，溶液溫度升高，故反應速率加快；
②在2～3min時間段內，生成標況下氫氣的體積為：232mL-120mL=112mL，n（H₂）=0.005mol，由2HCl～H₂可知：消耗鹽酸的物質的量為0.01mol，
則υ（HCl）=$\frac{\frac{0.01mol}{0.1L}}{1min}$=0.1 mol/（L•min），
故答案為：0.1 mol/（L•min）；
（2）A．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，生成氫氣的量也不變，滿足條件，故A正確；
B．加入冰塊后溫度降低，反應速率減小，H⁺的物質的量不變，生成氫氣的量也不變，滿足條件，故B正確；
C．加入HNO₃溶液，硝酸具有強氧化性，與金屬反應生成NO，不會生成氫氣，故C錯誤；
D．加入CuSO₄溶液，鋅與銅離子反應生成銅，構成銅鋅原電池，加快了反應速率，故D錯誤；
故答案為：AB；
（3）①由圖象可以看出，反應中A、B的物質的量增加，C的物質的量減少，則A、B為生成物，C為反應物，且△n（A）：△n（B）：△n（C）=1mol：3mol：2mol=1：3：2，則反應的化學方程式為：2C?A+3B，
故答案為：2C?A+3B；
②C為反應物，其初始物質的量為3mol，平衡時為3mol，則C的轉化率為：$\frac{3mol-1mol}{9mol}$×100%=66.7%，
答：該條件達到反應的限度（平衡狀態(tài)）時反應物的轉化率為66.7%．

點評 本題考查較為綜合，涉及物質的量隨時間變化的曲線、反應速率的影響因素、反應速率的計算、轉化率的計算等知識，明確影響反應速率的因素為解答關鍵，試題知識點較多，充分考查了學生的分析能力及化學計算能力．