Question

20．某学生为了探究Zn与盐酸反应过程中的速率变化，在100mL稀盐酸中加入足量的Zn粉，用排水集气法收集反应放出的H₂，实验记录如下（累计值）：

时间（min）	1	2	3	4	5
氢气体积（mL）（标况下）	50	120	232	290	310

（1）哪一时间段（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min）反应速率最大2～3，你认为原因是该反应是放热反应，2～3min时温度高，温度对反应速率影响占主导作用．
（2）4～5min时间段的反应速率最小，你认为原因是4～5min时H⁺浓度小，浓度对反应速率影响占主导作用．
（3）求2～3min时间段内以盐酸的浓度变化来表示的反应速率（假设溶液体积保持不变）V（HCl）=0.1mol/（L•min）．
（4）如果反应太剧烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入下列物质：
A．H₂O  B．NaCl溶液  C．Na₂CO₃溶液  你认为可行的是（填编号）AB．

Answer 1

分析 （1）（2）根据相同时间内生成氢气的量越多，反应速率越快分析；
根据影响化学反应速率的因素有浓度、温度以及固体的表面积大小等因素分析原因，温度越高、浓度越大、固体表面积越大，反应的速率越大；
（3）根据氢气体积计算出参加反应的HCl的物质的量，进而计算出盐酸的浓度变化量，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率；
（4）根据影响化学反应速率的因素以及氢气的量取决于H⁺的物质的量解答，应降低氢离子的浓度，且不影响氢离子总的物质的量．

解答 解：（1）从表中数据看出2 min～3 min收集的氢气比其他时间段多，反应速率最大，虽然反应中c（H⁺）下降，但主要原因是Zn置换H₂的反应是放热反应，温度升高，
故答案为：2～3；该反应是放热反应，2～3 min时温度高，温度对反应速率影响占主导作用；
（2）4 min～5 min收集的氢气最少，反应速率最小，虽然反应中放热，但主要原因是c（H⁺）下降，反应物浓度越低，反应速率越小，
故答案为：4～5 min时H⁺浓度小，浓度对反应速率影响占主导作用；
（3）2～3 min生成氢气的体积是112 mL，设需要盐酸的物质的量为xmol，
 Zn+2HCl=ZnCl₂ +H₂ ↑                 
   2 mol       22.4L
   xmol        0.112L
则x=$\frac{2mol×0.112L}{22.4L}$=0.01，
△c（HCl ）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，则v（HCl ）=$\frac{0.1mol/L}{1min}$=0.1mol/（L•min），
故答案为：0.1mol/（L•min）；
（4）A．加入水，溶液中H⁺的浓度减小，反应速率减小，H⁺的物质的量不变，氢气的量也不变，故A正确；
B．加入NaCl溶液，减小盐酸的浓度，反应速率减小，H⁺的物质的量不变，氢气的量也不变，故B正确；
C．加入Na₂CO₃溶液，Na₂CO₃能与盐酸反应，H⁺的浓度减小，反应速率减小，H⁺的物质的量减小，氢气的量也减小，故C错误；
故答案为：AB．

点评 本题考查较为综合，涉及化学反应速率的影响因素、化学反应速率的计算等知识，题目难度中等，明确化学反应速率的影响因素为解答关键，试题有利于提高学生的分析能力及化学实验能力．