Question

2．某研究性學(xué)習(xí)小組欲研究影響鋅和稀硫酸反應(yīng)速率的外界條件，下表是其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的有關(guān)數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	鋅的質(zhì)量/g	鋅的 狀態(tài)	c（H2SO4）/mol•L-1	V（H2SO4） /mL	反應(yīng)前溶液的溫度/℃	添加劑
1	0.65	粒狀	0.5	50	20	無(wú)
2	0.65	粉末	0.5	50	20	無(wú)
3	0.65	粒狀	0.5	50	20	2滴CuSO4溶液
4	0.65	粉末	0.8	50	20	無(wú)
5	0.65	粉末	0.8	50	20	2滴CuSO4溶液

（1）在此5組實(shí)驗(yàn)中，判斷鋅和稀硫酸反應(yīng)速率大小，最簡(jiǎn)單的方法可通過(guò)定量測(cè)定鋅完全消失所需的時(shí)間進(jìn)行判斷，其速率最快的實(shí)驗(yàn)是5 （填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）．
（2）對(duì)鋅和稀硫酸反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)1和2表明，固體反應(yīng)物的表面積對(duì)反應(yīng)速率有影響；實(shí)驗(yàn)1和3表明，（是否形成）原電池對(duì)反應(yīng)速率有影響．
（3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2時(shí)，小組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程繪制的標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積V與時(shí)間t的圖象如右圖所示．
①在OA、AB、BC三段中反應(yīng)速率最快的是AB，原因是反應(yīng)放熱，使溫度升高，反應(yīng)速率加快．
②2～4min內(nèi)以硫酸的濃度變化表示的反應(yīng)速率（假設(shè)溶液的體積不變）=0.06mol•L^-1•min^-1．

Answer 1

分析 影響鋅與稀硫酸的反應(yīng)速率的因素，除鋅粉的顆粒大小、質(zhì)量及純度外，主要是濃度、溫度及催化劑等因素；
（1）對(duì)相同的鋅粉來(lái)說(shuō)，稀硫酸的濃度越大，反應(yīng)速率越快，溫度越高反應(yīng)速率越快，利用原電池原理也可以加快反應(yīng)速率，鋅完全消失所需的時(shí)間越短；
（2）1和2除固體表面積不同外，其它因素均相同；3比1多滴加了2滴CuSO₄溶液；
（3）①分析相同時(shí)間內(nèi)氫氣體積的多少來(lái)判斷速率的快慢；
②利用速率表達(dá)式v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算速率．

解答 解：（1）第5組實(shí)驗(yàn)時(shí)溫度最高，濃度最大，也滴加了硫酸銅溶液，利用了Zn-Cu原電池，因此反應(yīng)速率最快，鋅完全消失所需的時(shí)間最短，
故答案為：鋅完全消失所需的時(shí)間；5；
（2）1和2除固體表面積不同外，其它因素相同，是考查固體反應(yīng)物的表面積對(duì)速率的影響，實(shí)驗(yàn)3比1多了形成Zn-Cu原電池，因此考查影響速率的因素是否形成原電池，
故答案為：固體反應(yīng)物的表面積；是否形成原電池；
（3）①?gòu)膱D中看出2-4分鐘內(nèi)產(chǎn)生氫氣最多，故這段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率最大，因?yàn)闉榉磻?yīng)放熱，使溫度升高，反應(yīng)速率加快，
故答案為：AB；反應(yīng)放熱，使溫度升高，反應(yīng)速率加快；
②2-4分鐘內(nèi)，產(chǎn)生氫氣179.2-44.8=134.4mL，物質(zhì)的量為$\frac{134.4×1{0}^{-3}L}{22.4L•mo{l}^{-1}}$=6×10^-3mol，根據(jù)反應(yīng)方程式：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑可知，參加反應(yīng)硫酸的物質(zhì)的量為：6×10^-3mol，v（H₂SO₄）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{6×1{0}^{-3}mol}{0.05L×2min}$=0.06mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.06mol•L^-1•min^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了反應(yīng)速率的測(cè)定及影響因素，中等難度，注意在比較外界反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，要限定其他條件相同，改變一個(gè)條件，這是解題的依據(jù)．