Question

化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。

（1）某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如表(累计值)：

时间(min)	1	2	3	4	5
氢气体积(mL)(标准状况)	100	240	464	576	620

①哪一时间段反应速率最大___min(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5)，原因是____。

②求3~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率___(设溶液体积不变)。

（2）另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是（________）

A.蒸馏水

B.KCl溶液

C.KNO₃溶液

D.CuSO₄溶液

（3）某温度下在4L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。

①该反应的化学方程式是___。

②该反应达到平衡状态的标志是___。

A.X、Y、Z的反应速率相等

B.X、Y的反应速率比为3：1

C.容器内气体压强保持不变

D.生成1molY的同时生成2molZ

③2min内X的转化率为___。

Answer

2~3min 因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快 0.025mol/(L·min) CD 3X(g)+Y(g)2Z(g) CD 30%

【解析】

(1)①相同条件下，反应速率越大，相同时间内收集的气体越多；由表中数据可知，反应速率最大的时间段是2～3 min；因为反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快；故答案为：2~3min；因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快；

②3～4分钟时间段，收集的氢气体积=(576-464)mL=112mL，n(H2)==0.005mol，根据氢气和HCl关系式得消耗的n(HCl)=2n(H2)=2×0.005mol=0.01mol，则v(HCl)==0.025 mol/(L•min)。故答案为：0.025mol/(L·min)；

（2）A．加入蒸馏水，氢离子浓度减小，反应速率降低，故A可行；
B．加入KCl溶液，氢离子浓度降低，反应速率降低，故B可行；
C．加入KNO3溶液，相当于含有硝酸，硝酸和Zn反应生成NO而不是氢气，故C不可行；
D．加入CuSO4溶液，Zn和铜离子反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池而加快反应速率，故D不可行；故答案为：CD；

（3）①根据图知，随着反应进行，X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加，则X和Y是反应物而Z是生成物，反应达到平衡时，△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，同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于化学计量数之比，X、Y、Z的化学计量数之比=0.6mol：0.2mol：0.4mol=3：1：2，则该反应方程式为3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)；故答案为：3X(g)+Y(g)2Z(g)；

②A．用不同物质表示的正（或逆）反应速率之比始终等于化学计量数之比，达到平衡时用不同物质表示的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比，故A不选；

B．随着反应的进行，X、Y的反应速率比始终为3∶1，不能作为平衡状态的标志，故B不选；

C．该反应前后气体系数之和不相等，所以未平衡时气体的总物质的量会变，容器容积恒定，所以压强会变，当容器内气体压强保持不变时，反应达到平衡状态，故C选；

D．生成1molY，同时生成2molZ会消耗1molY，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D选；

故答案为：CD；

③2min内X转化1.0mol-0.7mol=0.3mol，则X的转化率为×100%=30%。

故答案为：30%；