Question

14．把在空氣中久置的鎂條7.2g投入盛有500mL 0.5mol•L^-1硫酸溶液的燒杯中，鎂條與硫酸反應產生氫氣的速率與反應時間如圖所示，回答下列問題：
（1）曲線由0→a段不產生氫氣的原因鎂條表面有氧化鎂，硫酸首先和與表面的氧化鎂反應，不產生氫氣，有關的離子方程式為MgO+2H⁺=Mg²⁺+H₂O；
（2）曲線由b→c段，產生氫氣的速率逐漸增大的主要原因鎂和硫酸反應放出的熱量使溶液溫度升高而加快反應速率；
（3）曲線由c以后，產生氫氣的速率逐漸下降的主要原因隨著反應的進行，硫酸的濃度逐漸變小，該因素變?yōu)橛绊懛磻�速率的主要因素，使反應速率減�。�
（4）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$\frac{V}{11.2（{c-b}_{\;}）}$mol/（L•s）（假設反應前后溶液體積不變）．
（5）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②④⑤⑧⑨．
①加NaOH固體；②加BaCl₂溶液；③加KNO₃溶液；④加H₂O；⑤加CH₃COONa固體；⑥加小蘇打溶液；⑦加少量CuSO₄溶液；⑧加Na₂SO₄溶液；⑨將2mol/L硫酸換成160mL 2.5mol/L的鹽酸；⑩將鎂條換成鎂粉．

Answer 1

分析 （1）鎂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鎂，根據氧化鎂的性質分析；
（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；
（3）溶液的濃度是影響化學反應速率的主要因素；
（4）根據氫氣的體積計算氫氣的物質的量，進而確定HCl的物質的量，結合v=$\frac{△c}{△t}$計算反應速率；
（5）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．

解答 解：（1）鎂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鎂，氧化鎂首先稀硫酸反應生成硫酸鎂和水，不產生H₂，離子方程式為MgO+2H⁺=Mg²⁺+H₂O，
故答案為：鎂條表面有氧化鎂，硫酸首先和與表面的氧化鎂反應，不產生氫氣；MgO+2H⁺=Mg²⁺+H₂O；
（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，
故答案為：鎂和硫酸反應放出的熱量使溶液溫度升高而加快反應速率；
（3）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：隨著反應的進行，硫酸的濃度逐漸變小，該因素變?yōu)橛绊懛磻�速率的主要因素，使反應速率減小；
（4）n（H₂）=$\frac{V}{22.4}$mol，則△n（H₂SO₄）=$\frac{V}{22.4}$mol，
v（H₂SO₄）=$\frac{\frac{\frac{V}{22.4}mol}{0.5L}}{（c-b）s}$=$\frac{V}{11.2（{c-b}_{\;}）}$mol/（L•s），
故答案為：$\frac{V}{11.2（{c-b}_{\;}）}$；       
（5）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，則符合要求的有②④⑤⑧⑨，
故答案為：②④⑤⑧⑨．

點評 本題考查了化學反應速率的影響因素，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．