Question

4．把在空气中久置的铝片5.0g投入盛有500mL 0.5mol•L^-1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间（单位：秒）的关系可用如图曲线来表示，回答下列问题：
（1）曲线由O→a段不产生氢气的原因（ 请用有关反应的化学方程式表示）是2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑．
（2）曲线a→c段，产生氢气的速率增加较快，而曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降，解释上述现象的原因是该反应放热，c点前温度对反应速率的影响大于浓度对反应速率的影响，c点后浓度对反应速率的影响较大
（3）在b到c这段时间内，收集到氢气VL（标准状况），则这段时间内用硫酸表示的平均速率为$\frac{V}{11.2（b-c）}$（假设反应前后溶液体积不变）．
（4）对于足量镁条和100ml 2mol/L硫酸生成氢气的反应，下列措施能减缓反应速率，但又不影响生成氢气的总量的是②③④⑧．
①加NaOH固体；②加适量BaCl₂溶液；③加KNO₃溶液；④加适量H₂O；
⑤将镁条换成镁粉；⑥加小苏打溶液；⑦加少量CuSO₄溶液；
⑧加适量Na₂SO₄溶液；⑨将2mol/L硫酸换成160mL 2.5mol/L的盐酸；
（5）若使用催化剂，会不会使氢气的产量增加？不会（填“会”或“不会”）．

Answer 1

分析 （1）铝是活泼性较强的金属，能迅速和空气中的氧气反应生成氧化铝，根据氧化铝的性质分析；
（2）金属和酸的反应是放热反应，温度升高是影响反应速率的主要因素，根据温度对化学反应速率的影响分析，溶液的浓度是影响化学反应速率的主要因素；
（3）据化学方程式可知，硫酸与氢气化学计量数相同，v（H₂SO₄）=v（H₂），据此分析；
（4）减缓反应速率，可降低浓度、温度，不影响生成氢气的总量，则氢离子的物质的量不变，以此解答；
（5）催化剂加快反应速率，不影响氢气的产量．

解答 解：（1）铝是活泼性较强的金属，能迅速和空气中的氧气反应生成氧化铝，氧化铝首先稀硫酸反应生成氯化铝和水，不产生H₂，化学方程式为2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑故答案为：2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；
（2）金属和酸的反应是放热反应，使溶液的温度升高，温度升高是影响反应速率的主要因素，化学反应速率加快，随着反应的进行，溶液中的氢离子浓度逐渐降低，氢离子浓度是影响化学反应速率的主要因素，所以反应速率逐渐减小，
故答案为：该反应放热，c点前温度对反应速率的影响大于浓度对反应速率的影响，c点后浓度对反应速率的影响较大；
（3）据化学方程式可知，硫酸与氢气化学计量数相同，v（H₂SO₄）=v（H₂）=$\frac{V}{11.2（b-c）}$，故答案为：$\frac{V}{11.2（b-c）}$；
（4）减缓反应速率，可降低浓度、温度，不影响生成氢气的总量，则氢离子的物质的量不变，①加NaOH固体能够反应氢离子，氢离子物质的量减少；②加适量BaCl₂溶液相当于加水稀释；③加KNO₃溶液，生成硝酸，不生成氢气；④加适量H₂O，氢离子浓度减小；⑤将镁条换成镁粉，加快反应速率；⑥加小苏打溶液，能够反应氢离子，氢离子物质的量减少；⑦加少量CuSO₄溶液，形成原电池，反应速率加快；则符合要求的有②③④⑧，
故答案为：②③④⑧；
（5）催化剂加快反应速率，不影响氢气的产量，
故答案为：不会．

点评 本题考查了化学反应速率的影响因素以及反应速率的计算，难度不大，注意根据图象分析理解随反应进行影响反应速率的主导元素．