Question

4．把在空氣中久置的鋁片5.0g投入盛有500mL 0.5mol•L^-1硫酸溶液的燒杯中，該鋁片與硫酸反應產生氫氣的速率與反應時間（單位：秒）的關系可用如圖曲線來表示，回答下列問題：
（1）曲線由O→a段不產生氫氣的原因（ 請用有關反應的化學方程式表示）是2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑．
（2）曲線a→c段，產生氫氣的速率增加較快，而曲線由c以后，產生氫氣的速率逐漸下降，解釋上述現象的原因是該反應放熱，c點前溫度對反應速率的影響大于濃度對反應速率的影響，c點后濃度對反應速率的影響較大
（3）在b到c這段時間內，收集到氫氣VL（標準狀況），則這段時間內用硫酸表示的平均速率為$\frac{V}{11.2（b-c）}$（假設反應前后溶液體積不變）．
（4）對于足量鎂條和100ml 2mol/L硫酸生成氫氣的反應，下列措施能減緩反應速率，但又不影響生成氫氣的總量的是②③④⑧．
①加NaOH固體；②加適量BaCl₂溶液；③加KNO₃溶液；④加適量H₂O；
⑤將鎂條換成鎂粉；⑥加小蘇打溶液；⑦加少量CuSO₄溶液；
⑧加適量Na₂SO₄溶液；⑨將2mol/L硫酸換成160mL 2.5mol/L的鹽酸；
（5）若使用催化劑，會不會使氫氣的產量增加？不會（填“會”或“不會”）．

Answer 1

分析 （1）鋁是活潑性較強的金屬，能迅速和空氣中的氧氣反應生成氧化鋁，根據氧化鋁的性質分析；
（2）金屬和酸的反應是放熱反應，溫度升高是影響反應速率的主要因素，根據溫度對化學反應速率的影響分析，溶液的濃度是影響化學反應速率的主要因素；
（3）據化學方程式可知，硫酸與氫氣化學計量數相同，v（H₂SO₄）=v（H₂），據此分析；
（4）減緩反應速率，可降低濃度、溫度，不影響生成氫氣的總量，則氫離子的物質的量不變，以此解答；
（5）催化劑加快反應速率，不影響氫氣的產量．

解答 解：（1）鋁是活潑性較強的金屬，能迅速和空氣中的氧氣反應生成氧化鋁，氧化鋁首先稀硫酸反應生成氯化鋁和水，不產生H₂，化學方程式為2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑故答案為：2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；
（2）金屬和酸的反應是放熱反應，使溶液的溫度升高，溫度升高是影響反應速率的主要因素，化學反應速率加快，隨著反應的進行，溶液中的氫離子濃度逐漸降低，氫離子濃度是影響化學反應速率的主要因素，所以反應速率逐漸減小，
故答案為：該反應放熱，c點前溫度對反應速率的影響大于濃度對反應速率的影響，c點后濃度對反應速率的影響較大；
（3）據化學方程式可知，硫酸與氫氣化學計量數相同，v（H₂SO₄）=v（H₂）=$\frac{V}{11.2（b-c）}$，故答案為：$\frac{V}{11.2（b-c）}$；
（4）減緩反應速率，可降低濃度、溫度，不影響生成氫氣的總量，則氫離子的物質的量不變，①加NaOH固體能夠反應氫離子，氫離子物質的量減少；②加適量BaCl₂溶液相當于加水稀釋；③加KNO₃溶液，生成硝酸，不生成氫氣；④加適量H₂O，氫離子濃度減小；⑤將鎂條換成鎂粉，加快反應速率；⑥加小蘇打溶液，能夠反應氫離子，氫離子物質的量減少；⑦加少量CuSO₄溶液，形成原電池，反應速率加快；則符合要求的有②③④⑧，
故答案為：②③④⑧；
（5）催化劑加快反應速率，不影響氫氣的產量，
故答案為：不會．

點評 本題考查了化學反應速率的影響因素以及反應速率的計算，難度不大，注意根據圖象分析理解隨反應進行影響反應速率的主導元素．