Question

【題目】化學(xué)反應(yīng)的速率和限度對人類生產(chǎn)生活有重要的意義。

(1)已知Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2＋H2O。甲同學(xué)通過測定該反應(yīng)發(fā)生時溶液變渾濁的時間，研究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計實驗如下(所取溶液體積均為2 mL)：

實驗編號	溫度/℃	c(Na2S2O3)/mol·L－1	c(H2SO4)/mol·L－1
Ⅰ	25	0.1	0.1
Ⅱ	25	0.2	0.1
Ⅲ	50	0.2	0.1

①上述實驗中溶液最先變渾濁的是______（填實驗編號，下同）。

②為探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)選擇______和______。

(2)某溫度下，在1 L密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：2X(g)＋Y(g)2Z(g)，X的物質(zhì)的量隨時間的變化如下表：

時間/s	0	1	2	3	4	5
X的物質(zhì)的量/mol	0.02	0.01	0.008	0.007	0.007	0.007

①用X的濃度變化表示0～2 s的平均化學(xué)反應(yīng)速率為______mol/(L·s)。

②在3 s以后X的濃度不再改變，反應(yīng)達(dá)到了______狀態(tài)。

③能說明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是______(填序號)。

A．v正(X)=v逆(X)

B．單位時間內(nèi)有2 mol X生成同時有1 mol Y生成

C．X、Y、Z的分子數(shù)之比為2∶1∶2

Answer 1

【答案】III I II 0.006 平衡狀態(tài) A

【解析】

(1)①根據(jù)濃度、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響大小分析判斷；

②要探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)該采用控制變量方法分析；

(2)①根據(jù)0～2 s內(nèi)X的濃度變化，利用速率定義式計算；

②根據(jù)可逆反應(yīng)的特點(diǎn)判斷；

③根據(jù)平衡狀態(tài)的特征判斷平衡狀態(tài)。

(1)①根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知實驗I、II的反應(yīng)溫度相同，硫酸的濃度相同，不同點(diǎn)是Na2S2O3的濃度不同；而實驗III的溫度與實驗II的反應(yīng)溫度不同，其它外界條件都相同。由于溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響大于濃度改變對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，所以反應(yīng)速率最快的是實驗III，因此實驗III最先觀察到產(chǎn)生S單質(zhì)，而出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象；

②要探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)該采取相同的反應(yīng)溫度，只改變一種反應(yīng)物的濃度，觀察濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系。根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知：實驗I、II的反應(yīng)溫度相同，硫酸的濃度相同，不同點(diǎn)是Na2S2O3的濃度不同，是探究Na2S2O3的濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，故合理選項是實驗I、II；

(2)①根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知：在0～2 s內(nèi)X的物質(zhì)的量變化了△n(X)=0.02 mol-0.008 mol=0.01 2 mol，容器的容積是1 L，所以△c(X)=0.012 mol÷1 L=0.012 mol/L，故用X的濃度變化表示的反應(yīng)速率v(X)==0.006 mol/(L·s)；

②可逆反應(yīng)進(jìn)行的最大程度就是達(dá)到了該條件下的化學(xué)反應(yīng)限度，即化學(xué)平衡狀態(tài)，此時反應(yīng)體系中的任何物質(zhì)的物質(zhì)的量不變。由表格數(shù)據(jù)可知在反應(yīng)進(jìn)行到第3 s時，X的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，說明此時反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)；

③A．若v正(X)=v逆(X)，說明X的消耗速率與產(chǎn)生速率相等，X的濃度不再發(fā)生變化，反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，A正確；

B．由于X、Y都是反應(yīng)物，二者的化學(xué)計量數(shù)的比是2：1，因此在任何情況下，單位時間內(nèi)有2 mol X生成同時有1 mol Y生成，表示的都是反應(yīng)逆向進(jìn)行，與平衡狀態(tài)無關(guān)，B錯誤；

C．X、Y、Z的分子數(shù)之比為2∶1∶2，此時反應(yīng)可能處于平衡狀態(tài)，也可能未處于平衡狀態(tài)，這與反應(yīng)開始時加入的反應(yīng)物的多少及反應(yīng)條件有關(guān)，因此不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否為平衡狀態(tài)，C錯誤；

故合理選項是A。