Question

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、4～5 min）反应速率最大        ，你认为原因是                                        。
（2）4～5 min时间段的反应速率最小，你认为原因是                       。
（3）求2～3 min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）=                  。
（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      D．Cu粉      E．CuSO₄粉末
你认为可行的是（填编号）                  。

Answer 1

(1) 2~3，Zn与盐酸反应放热，温度越高，反应速率越大 （2）H⁺浓度变小。
（3）0.1mol·L^-1·min^-1。 （4）A、B

试题分析：（1）对于有气体产生的化学反应速率可以用相同的时间内产生氢气的多少或产生相同体积的氢气的时间的长短来表示。由时间与速率的关系表格可以看出在2~3min时反应速率最大。原因是在开始时尽管HCl的浓度大，但是反应的温度低，所以速率慢，由于Zn与盐酸反应放热，是反应溶液的温度升高，温度越高，反应速率越大。当反应进行一段时间后影响速率的主要因素是溶液的浓度，由于这时反应物的浓度逐渐变稀，所以速率又逐渐减小。（2）4～5 min时间段的反应速率最小，主要原因是这时影响化学反应速率的主要因素是HCl的浓度，这时HCl电离产生的H⁺浓度变小。（3）在2～3 min时间段内n(H₂)="0.112L÷22.4L/mol=0.005mol,Δc(HCl)=" ="0.005mol×2÷0.1L=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对溶液起稀释作用，由于n(H⁺)不变，所以物质的量不变，但是由于浓度减小，所以速率减小。正确。B．NaCl溶液中的水对溶液起稀释作用，由于n(H⁺)不变，所以物质的量不变，但是由于浓度减小，所以速率减小。正确。C．Na₂CO₃溶液，会发生反应：Na₂CO₃+ 2HCl=2NaCl+H₂O+ CO₂↑，消耗了HCl，所以速率减小，产生氢气的物质的量也减小。错误。D．Cu粉，Zn、Cu和HCl构成原电池，化学反应速率大大加快，错误。E．CuSO₄粉末，首先发生反应：CuSO₄+Zn="Cu+" ZnSO₄，产生的Cu及未反应的Zn和HCl构成原电池，大大加快反应速率。错误。