《2025年新坐标同步练习高中化学选择性必修第一册人教版青海专版》

5.某温度时,在一个$2L$的密闭容器中,$X$、$Y$、$Z$三种气体的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。

(1)该反应的化学方程式为$3X + Y\stackrel{}{\rightleftharpoons }2Z$。
(2)反应开始至$2min$,以气体X的浓度变化表示的平均反应速率为$0.075mol/(L\cdot min)$。
(3)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行,分别测得甲中$v(X)= 9mol/(L\cdot min)$,乙中$v(Y)= 6mol/(L\cdot min)$,则乙(填“甲”或“乙”)中反应更快。

答案： 1. （1）
解：由图可知，$X$、$Y$物质的量减少，是反应物；$Z$物质的量增加，是生成物。
$\Delta n(X)=(1.0 - 0.7)mol = 0.3mol$，$\Delta n(Y)=(1.0 - 0.9)mol = 0.1mol$，$\Delta n(Z)=(0.2 - 0)mol = 0.2mol$。
化学计量数之比等于物质的量变化量之比，$n(X):n(Y):n(Z)=0.3:0.1:0.2 = 3:1:2$，所以反应方程式为$3X + Y\stackrel{}{\rightleftharpoons }2Z$。
2. （2）
解：$v(X)=\frac{\Delta c(X)}{\Delta t}=\frac{\frac{\Delta n(X)}{V}}{\Delta t}$，$\Delta n(X)=(1.0 - 0.7)mol = 0.3mol$，$V = 2L$，$\Delta t = 2min$。
则$v(X)=\frac{\frac{0.3mol}{2L}}{2min}=0.075mol/(L\cdot min)$。
3. （3）
解：根据反应$3X + Y\stackrel{}{\rightleftharpoons }2Z$，将乙中$v(Y)=6mol/(L\cdot min)$转化为$v(X)$。
由$\frac{v(X)}{v(Y)}=\frac{3}{1}$，则$v(X)=3v(Y)$，当$v(Y)=6mol/(L\cdot min)$时，$v(X)=3×6mol/(L\cdot min)=18mol/(L\cdot min)$。
甲中$v(X)=9mol/(L\cdot min)$，因为$18mol/(L\cdot min)＞9mol/(L\cdot min)$，所以乙中反应更快。
综上，答案依次为：（1）$3X + Y\stackrel{}{\rightleftharpoons }2Z$；（2）$0.075mol/(L\cdot min)$；（3）乙。

1. 定性研究影响化学反应速率的因素
(1) 探究浓度对化学反应速率的影响

(2) 探究温度对化学反应速率的影响


(3) 探究催化剂对化学反应速率的影响

①0.5 mol·L⁻¹ ②增大 ③热水 ④增大 ⑤几乎不产生气泡 ⑥迅速产生气泡 ⑦增大

答案： ①0.5 mol·L⁻¹ ②增大 ③热水 ④增大 ⑤几乎不产生气泡 ⑥迅速产生气泡 ⑦增大

1. 为比较5滴$1mol·L⁻^1FeCl_3$溶液和5滴$1mol·L⁻^1CuSO_4$溶液对$H_2O_2$分解的催化效果,某实验小组的同学设计了如右图所示的实验装置。有同学认为该实验设计不合理,不能得出相应的结论。请简述理由并提出改进措施。

二者的阴离子不同,对实验会造成干扰。为消除阴离子不同造成的干扰,可将 1 mol·L⁻¹FeCl₃ 溶液换为 0.5 mol·L⁻¹Fe₂(SO₄)₃ 溶液,或将 1 mol·L⁻¹CuSO₄ 溶液换为 1 mol·L⁻¹CuCl₂ 溶液。

答案： 二者的阴离子不同,对实验会造成干扰。为消除阴离子不同造成的干扰,可将 1 mol·L⁻¹FeCl₃ 溶液换为 0.5 mol·L⁻¹Fe₂(SO₄)₃ 溶液,或将 1 mol·L⁻¹CuSO₄ 溶液换为 1 mol·L⁻¹CuCl₂ 溶液。