| 化学平衡常数 题目答案及解析

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选修四

第二章 化学反应速率和化学平衡

第三节 化学平衡

化学平衡常数

$\rm ($$\rm )$某同学在实验室研究锌与酸的反应,实验数据如下:

实验序号锌质量锌状态$c\left( {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{S}{{\text{O}}_{4}} \right)$$\rm V(H_{2}SO_{4})$金属消失时间
$\rm 1$$\rm 0.10$ $\rm g$颗粒$\rm 0.5$ $\rm mol/L$$\rm 50\;\rm mL$$\rm 500$ $\rm s$
$\rm 2$$\rm 0.10$ $\rm g$粉末$\rm 0.5$ $\rm mol·L^{-1}$$\rm 50\;\rm mL$$\rm 50$ $\rm s$
$\rm 3$$a\text{ g}$颗粒$\rm 1.0$ $\rm mol·L^{-1}$$\rm 50\;\rm mL$$\rm 125$ $\rm s$

分析上述数据,回答下列问题

实验$\rm 1$$\rm 2$表明,                对反应速率有影响。

[["

固体的接触面积$\\rm ($表面积$\\rm )$

"]]

实验$\rm 1$$\rm 2$中,$\rm H_{2}SO_{4}$溶液的浓度和体积都相同,锌的质量相同,只是颗粒大小不同,反应所用的时间不同,由此表明,固体的接触面积$\rm ($表面积$\rm )$对反应速率有影响。

实验$\rm 1$$\rm 3$研究的是反应物浓度对反应速率的影响,则$a=$                $\rm \;\rm g$,实验$\rm 3$金属消失所用的时间比实验$\rm 1$要短,请用有效碰撞理论加以解释                

[["

$\\rm 0.10$ ; 在其他条件相同时,增大反应物的浓度,单位体积内活化分子数增加,有效碰撞次数增加,反应速率增大

"]]

实验$\rm 1$$\rm 3$研究的是反应物浓度对反应速率的影响,则锌的质量、颗粒大小都应相同,$a=0.10\,\text{g}$;实验$\rm 3$金属消失所用的时间比实验$\rm 1$要短,则表明有效碰撞的次数多,其解释为:在其他条件相同时,增大反应物的浓度,单位体积内活化分子数增加,有效碰撞次数增加,反应速率增大。

该同学研究发现:相同的锌粒分别与$\rm H_{2}SO_{4}$、盐酸反应$\rm ($操作如下图$\rm )$,现象差异明显$\rm ($稀盐酸中锌表面产生气泡的速率要比稀硫酸快$\rm )$。该同学对产生这一现象的原因,提出两种假设:

$\rm a$.氯离子对反应起促进作用,加快了反应的进行;

$\rm b$                ,减缓了反应的进行。

为进一步证实猜想$b$,该同学在室温下,分别取$\rm 5$ $\rm mL$ $\rm 0.2$ $\rm mol·L^{-1}$盐酸溶液于两支试管中,一份加入一定量的固体                 $\rm ($填“所加试剂化学式”$\rm )$,另一份作对比实验,再分别同时加入完全相同的锌粒,比较反应速率的大小。

[["

硫酸根离子对反应起抑制作用 ; $\\rm Na_{2}SO_{4}$$\\rm K_{2}SO_{4}$$\\rm (NH_{4})_{2}SO_{4}$

"]]

$\rm a$.氯离子对反应起促进作用,加快了反应的进行;

$\rm b$.硫酸根离子对反应起抑制作用,减缓了反应的进行。

为进一步证实猜想$b$,该同学在室温下,分别取$\rm 5$ $\rm mL$ $\rm 0.2$ $\rm mol·L^{-1}$盐酸溶液于两支试管中,一份加入一定量的含硫酸根离子的固体,可以是$\rm Na_{2}SO_{4}$$\rm K_{2}SO_{4}$$\rm (NH_{4})_{2}SO_{4}$,另一份作对比实验,再分别同时加入完全相同的锌粒,比较反应速率的大小。

锌粒和稀硫酸反应制取氢气时,往往加入少量$\rm CuSO_{4}$粉末,可加快产生$\rm H_{2}$的速率,其原因是                 $\rm ($结合化学方程式作出合理解释$\rm )$

[["

$\\rm Zn+CuSO_{4}=ZnSO_{4}+Cu$,铜、锌和稀硫酸构成原电池,加快反应速率

"]]

锌粒和稀硫酸反应制取氢气时,往往加入少量$\rm CuSO_{4}$粉末,发生反应生成的$\rm Cu$$\rm Zn$、稀硫酸构成原电池,发生原电池反应,可加快产生$\rm H_{2}$的速率,其原因是:$\rm Zn+CuSO_{4}=ZnSO_{4}+Cu$,铜、锌和稀硫酸构成原电池,加快反应速率。

$\rm ($$\rm )$在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应: $\text{C}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)+{{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\rightleftharpoons \text{CO}\left( \text{g} \right)+{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\left( \text{g} \right)$,其化学平衡常数$K$与温度$t$的关系如下:

$t\text{ }{}^\circ \text{C}$$\rm 700$$\rm 800$$\rm 830$$\rm 1000$$\rm 1200$
$K$$\rm 0.6$$\rm 0.9$$\rm 1.0$$\rm 1.7$$\rm 2.6$

 

请回答下列问题:

该反应为                反应$\rm ($填“吸热”或“放热”$\rm )$

[["

吸热

"]]

从表中数据可以看出,升高温度,$K$值增大,则平衡正向移动,该反应为吸热反应。

$\rm 800\;\rm ^\circ\rm C$,固定容积的密闭容器中,放入混合物,起始浓度为$c\left( \text{CO} \right)=0.01\text{ mol/L}$$c\left( {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O} \right)=0.03\text{ mol/L}$$c\left( \text{C}{{\text{O}}_{2}} \right)=0.01\,\text{mol/L}$$c\left( {{\text{H}}_{2}} \right)=0.05\,\text{mol/L}$,则反应开始时,$\rm H_{2}O$的消耗速率比生成速率                  $\rm ($填“大”、“小”或“不能确定”$\rm )$

[["

"]]

$\rm 800\;\rm ^\circ\rm C$,固定容积的密闭容器中,放入混合物,起始浓度为$c\left( \text{CO} \right)=0.01\text{ mol/L}$$c\left( {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O} \right)=0.03\text{ mol/L}$$c\left( \text{C}{{\text{O}}_{2}} \right)=0.01\,\text{mol/L}$$c\left( {{\text{H}}_{2}} \right)=0.05\,\text{mol/L}$${{Q}_{\text{c}}}=\dfrac{0.01\times 0.03}{0.01\times 0.05}\rm =0.6\lt 0.9$,则反应开始时,平衡正向移动,$\rm H_{2}O$的消耗速率比生成速率小。

 

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