Question

5．在25℃时，向100ml足量的盐酸溶液里放入5.60g纯铁粉（不考虑反应前后溶液体积的变化），反应开始至2min末，收集到1.12L（标准状况下）氢气．在此之后，又经过4min，铁粉完全溶解．则：
（1）在前2min内用FeCl₂表示的平均反应速率是0.25mol/（L．min）
（2）在后4min内用HCl表示的平均反应速率是0.25mol/（L．min）
（3）前2min与后4min相比，反应速率较快的是前2分钟，其原因是随着反应的进行，盐酸浓度降低，反应速率减慢．

Answer 1

分析 发生Fe+2HCl=FeCl₂ +H₂ ↑，反应开始至2min末，收集到1.12L（标准状况下）氢气，n（H₂）=n（FeCl₂）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol；又经过4min，铁粉完全溶解，n（HCl）=2n（Fe）=2×$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.2mol，结合v=$\frac{△c}{△t}$计算速率，该反应中反应速率之比等于化学计量数之比，浓度减小使反应速率减小，以此来解答．

解答 解：（1）发生Fe+2HCl=FeCl₂ +H₂ ↑，反应开始至2min末，收集到1.12L（标准状况下）氢气，n（H₂）=n（FeCl₂）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，前2min内用FeCl₂表示的平均反应速率是$\frac{\frac{0.05mol}{0.1L}}{2min}$=0.25 mol/（L．min），故答案为 0.25 mol/（L．min）；
（2）又经过4min，铁粉完全溶解，n（HCl）=2n（Fe）=2×$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.2mol，后4min内减少的HCl为0.2mol-0.05mol×2=0.1mol，用HCl表示的平均反应速率是$\frac{\frac{0.1mol}{0.1L}}{4min}$=0.25 mol/（L．min），故答案为：0.25 mol/（L．min）；
（3）根据同一反应、同一时间段内中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以前两分钟内，氯化氢的平均反应速率为0.5mol/（L．min），而2min-4min时，氯化氢的平均反应速率为0.25 mol/（L．min），所以前两分钟内反应速率快，原因是：随着反应的进行，氢离子的浓度不断减小，所以反应速率降低，
故答案为：前2分钟；随着反应的进行，盐酸浓度降低，反应速率减慢．

点评 本题考查化学反应速率的计算及影响因素，为高频考点，把握反应速率的计算为解答的关键，注意（2）中计算为解答的易错点，题目难度不大．