Question

【題目】某反應(yīng)在體積為5L的恒容密閉的絕熱容器中進行，各物質(zhì)的量隨時間的變化情況如圖所示(已知A、B、C均為氣體)。

(1)該反應(yīng)的化學方程式為_______。

(2)反應(yīng)開始至2分鐘時，B的平均反應(yīng)速率為_______。

(3)由圖求得平衡時A的轉(zhuǎn)化率為_______。

(4)為了研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，某同學設(shè)計了如下一系列的實驗：將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的容器中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時間。

實驗混合溶液	A	B	C	D	E	F
4mol/L H2SO4(mL)	30	V1	V2	V3	V4	V5
飽和CuSO4溶液(mL)	0	0.5	2.5	5	V6	20
H2O(mL)	V7	V8	V9	V10	10	0

請完成此實驗設(shè)計，其中：V1=_______，V6=_______。

Answer 1

【答案】2A+B2C 0.1mol/(L·min) 40% 30 10

【解析】

(1)從物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化趨勢判斷反應(yīng)物和生成物，根據(jù)物質(zhì)的物質(zhì)的量變化值等于化學計量數(shù)之比書寫化學方程；

(2)化學反應(yīng)速率是單位時間內(nèi)濃度的變化，據(jù)此可求得反應(yīng)速率；

(3)根據(jù)A達到平衡時已轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量與起始的物質(zhì)的量之比，可求得平衡時A的轉(zhuǎn)化率；

(4)為保證實驗有對比性，只能逐漸改變一個變量分析，CuSO4溶液體積逐漸增多，故H2SO4的量應(yīng)相等均為30mL，水的量減小，但每組實驗中CuSO4與水的體積之和應(yīng)相等。

(1)由圖象可以看出，A、B的物質(zhì)的量逐漸減小，則A、B為反應(yīng)物，C的物質(zhì)的量逐漸增多，所以C為生成物，當反應(yīng)到達2min時，△n(A)=2mol，△n(B)=1mol，△n(C)=2mol，化學反應(yīng)中，各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化值與化學計量數(shù)呈正比，則△n(A)：△n(B)：△n(C)=2：1：2，所以反應(yīng)的化學方程式為：2A+B2C；

(2)由圖象可以看出，反應(yīng)開始至2分鐘時，△n(B)=1mol，B的平均反應(yīng)速率為=0.1mol/(Lmin)；

(3)由圖象可知：達平衡時A的濃度變化為：△n(A)=5mol-3mol=2mol，所以A的轉(zhuǎn)化率為：×100%=40%；

(4)要對比試驗效果，那么除了反應(yīng)的物質(zhì)的量不一樣以外，要保證其它條件相同，而且是探究硫酸銅量的影響，那么每組硫酸的量要保持相同，六組反應(yīng)的總體積也應(yīng)該相同．A組中硫酸為30mL，那么其它組硫酸量也都為30mL，而硫酸銅溶液和水的總量應(yīng)相同，F組中硫酸銅20mL，水為0，那么總量為20mL，所以V6=10mL，V9=17.5mL，V1=30mL。