Question

12．為了探究鋅與鹽酸反應過程中的速率變化，某學生在100mL稀鹽酸中加入足量鋅粉，用排水量氣法收集反應產生的氣體，實驗記錄如下（累計值，體積已換算成標準狀況下）：

時間/min	0	1	2	3	4	5
氫氣體積/mL	0	50	120	232	290	310

（1）該反應過程中的速率變化情況是先增大后減小（填“逐漸增大”等等），原因是開始時因反應放熱速率增大，隨反應進行鹽酸濃度降低，速率減小．
（2）求2～3min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）0.1mol/（L．min）．
（3）為了減緩反應速率而又不減少產生氫氣的量，可在鹽酸中加入下列溶液中的AD（填編號）．
A．蒸餾水   B．NaNO₃溶液   C．Na₂CO₃溶液   D．CH₃COONa溶液   E．CuSO₄溶液．

Answer 1

分析 （1）先計算每個時間段的氣體體積，然后根據相同條件下，氣體體積與反應速率的關系判斷反應速率大小，根據該反應與能量變化的關系判斷速率變化原因；
（2）先求出氣體的物質的量，然后計算鹽酸變化的物質的量，利用速率公式計算即可；
（3）根據濃度、電解質的強弱對反應速率的影響判斷．

解答 解：0～1 min、1～2 min、2～3 min、3～4 min、4～5min，各時間段的氣體體積分別為：50 mL、70mL、112 mL、58 mL、20 mL，
（1）、相同通條件下，反應速率越大，相同時間內收集的氣體越多；過計算得，反應速率最大的時間段是2～3 min，；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：先增大后減小；開始時因反應放熱速率增大，隨反應進行鹽酸濃度降低，速率減小；
（2）2～3 min生成氫氣的體積是112 mL，設需要鹽酸的物質的量為xmol，
 Zn+2HCl=ZnCl₂ +H₂ ↑
 2 mol       22.4L
 xmol        0.112L
則：x=0.01
所以v（HCl）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=0.1mol/（L．min）
故答案為：0.1mol/（L．min）；
（3）改變化學反應速率的方法有：改變溶液的濃度、改變溶液的溫度、改變固體的表面積等；
A．加蒸餾水，溶液的體積增大，濃度降低，反應速率減小，但生成的氣體的量不變，故A正確；
B．加NaNO₃溶液中硝酸根離子與氫離子構成強氧化性體系，不生成氫氣而生成氮的氧化物，所以生成氫氣的量減少，故B錯誤；
C．加Na₂CO₃溶液，溶液的體積增大，鹽酸的濃度降低，但鹽酸和碳酸鈉反應生成二氧化碳，氫氣的量減小，故C錯誤；
D．CH₃COONa溶液中的醋酸根離子與氫離子結合生成醋酸，溶液中的游離的氫離子的濃度減少，但提供氫離子的能力相同，所以生成氫氣的量不變，故D正確
E．加CuSO₄溶液，能形成銅鋅原電池，加快反應速率，故E錯誤；
故選AD．

點評 本題主要考查化學反應速率的影響因素，題目難度中等，需要注意的是反應過程中濃度以及溫度的變化，明確化學反應速率的概念及計算方法，注重基礎知識的積累．