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，实验记录如下(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.Y的体积分数在混合气体中保持不变

B.2v(X)=3v(Z)

C.容器内气体压强保持不变

D.X、Y、Z三种气体的浓度之比为3:1:2

E.生成1molY的同时消耗2molZ

F.容器内气体的平均相对分子质量保持不变

③2min内Y的转化率为___。

Answer

2-3 该反应是放热反应，温度越高，反应速率越大 0.025mol·L-1·min-1 CD 3X(g)+Y(g)⇌2Z(g) ACF 10%

【解析】

(1)①相同通条件下，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∼3min，原因是：该反应是放热反应，温度越高，反应速率越大；

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)；

(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；

答案选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其计算之比，X、Y、Z的计量数之比=0.6mol：0.2mol：0.4mol=3:1:2，则该反应方程式为3X+Y⇌2Z；

②A．Y的体积分数在混合气体中保持不变，说明各物质的量不变，反应达到平衡状态，故A是反应达到平衡状态的标志；

B．2v(X)=3v(Z)即，如果反应速率都是指同一方向的反应速率，则该反应不一定达到平衡状态，故B不是反应达到平衡状态的标志；

C．反应前后气体压强减小，当容器内气体压强保持不变时，各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态，故C是反应达到平衡状态的标志；

D．反应达到平衡状态时，体系中各组分的浓度不再发生变化，则X、Y、Z三种气体的浓度之比为3:1:2，不能说明反应达到平衡状态，故D不是反应达到平衡状态的标志；

E．生成1mol Y的同时消耗2molZ，都是指同一方向的反应速率，不能作为判断达到平衡状态的依据，故E不是反应达到平衡状态的标志；

F．平均相对分子质量在数值上与平均摩尔质量，根据M=，容器内气体遵循质量守恒，气体总质量不变，反应前后气体的物质的量改变，当平均相对分子质量(平均摩尔质量)保持不变时，反应达到平衡状态，故F是反应达到平衡状态的标志；

答案选ACF；

③Y的转化率=×100%=×100%=10%。