Question

（11分）（1）某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL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（标准状况下），实验记录如下（累计值）：

① 哪一时间段（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min）反应速率最大_______。

②2～3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)

③如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液：

A．蒸馏水、B．NaCl溶液、C．NaNO₃溶液  D．CuSO₄溶液  E.Na₂CO₃溶液，你认为可行的是_____。

（2）将等物质的量A、B混合于2L密闭容器中，发生如下反应3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g)，经5分钟后，测得D的浓度为0.5mol/L，此时A的浓度与B的浓度之比为3:5，C的平均反应速率是0.1mol/(L·min) 则平衡时A的浓度为__________mol/L，B的平均反应速率      mol/(L·min)。

（3）已知断裂1molC-H，O=O，C=O，H-O化学键所需能量分别为akJ，bkJ，ckJ，dkJ，则该反应CH₄+O₂=CO₂+2H₂O的反应热为△H=________kJ/mol。

Answer

（1）①2～3min （1分） ②0.1mol/(L·min)（2分，不写单位或单位错扣1分） ③AB（2分，选对一个选项给1分，错选0分） （2）0.75；0.05（每空2分） （3）4a+b-2c-4d(2分）

【解析】

试题分析：①从表中数据看出2 min～3 min收集的氢气比其他时间段多，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；

②在2～3min时间段内，n（H2）=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol，由2HCl～H2得，消耗盐酸的物质的量为0.01mol，则υ（HCl）==0.1 mol/（L•min）；

③A、加入蒸馏水，溶液的浓度减小，反应速率减小，H+的物质的量不变，氢气的量也不变，A正确；B、加入氯化钠溶液，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，B正确；C、加入NaNO3溶液，减小盐酸的浓度，但此时溶液中含有硝酸，与金属反应得不到氢气，C错误；D、加入CuSO4溶液，锌能置换出铜，锌、铜、稀盐酸形成原电池，加快了化学反应速率，氢气的量不变，D错误；E、加入Na2CO3溶液，Na2CO3能与盐酸反应，盐酸的浓度减小，反应速率减小，H+的物质的量减小，氢气的量也减小，E错误，答案选AB。

（2）经5分钟后，测得D的浓度为0.5mol/L，C的平均反应速率是0.1mol/(L·min) ，则生成C是0.5mol/L，所以根据浓度变化量之比是化学计量数之比可知x＝2

3A(g)+B(g)=2C(g)+2D(g)

起始量（mol） n n 0 0

转化量（mol） 1.5 0.5 1 1

平衡量（mol） n－1.5 n－0.5 1 1

此时A的浓度与B的浓度之比为3:5

则（n－1.5）：（n－0.5）＝3：5

解得n＝3

因此平衡时A的浓度为＝0.75mol/L

平衡时C的平均反应速率是0.1mol/(L·min)

则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知B的平均反应速率为0.05mol/(L·min)。

（3）反应热＝反应物中键能之和－生成物中键能之和，则根据方程式CH4+O2=CO2+2H2O可知该反应的反应热为△H=（4a+b-2c-4d）kJ/mol。

考点：考查化学反应速率的影响因素、可逆反应有关计算以及反应热计算等