题目内容
某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素.所用HNO3浓度为1.00mol?L-1、2.00mol?L-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298K、308K,每次实验HNO3的用量为25.0mL、大理石用量为10.00g.(1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
实验编号 | T/K | 大理石规格 | HNO3浓度/mol?L-1 | 实验目的 |
① | 298 | 粗颗粒 | 2.00 | (Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和 (Ⅲ)实验①和 |
② | ||||
③ | ||||
④ |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
(3)预期实验结果是(比较三组实验速率的快慢,用代号)
分析:(1)根据实验的目的和影响化学反应速率的因素来设计实验;
(2)由CO2质量随时间变化的关系图得出70-90s二氧化碳的增加量,再根据方程式计算硝酸的量,然后计算实验①在70-90s范围内HNO3的平均反应速率;
(3)浓度越大,反应速率越快、温度越高,反应速率越快、大理石的颗粒越小,反应速率越快,据此进行解答.
(2)由CO2质量随时间变化的关系图得出70-90s二氧化碳的增加量,再根据方程式计算硝酸的量,然后计算实验①在70-90s范围内HNO3的平均反应速率;
(3)浓度越大,反应速率越快、温度越高,反应速率越快、大理石的颗粒越小,反应速率越快,据此进行解答.
解答:解:(1)由实验目的可知,探究浓度、温度、接触面积对化学反应速率的影响,
则实验①②的温度、大理石规格相同,只有浓度不同,实验①③中只有温度不同,实验①④中只有大理石规格不同,
故答案为:
(2)由图可知70至90S,CO2生成的质量为m(CO2)=0.95g-0.85g=0.1g,物质的量为n(CO2)=
mol,
根据
CaCO3+HNO3=
Ca(NO3)2+
CO2↑+
H2O可知,消耗HNO3的物质的量为n(HNO3)=
mol×2=
mol,
又溶液体积为25ml=0.025L,所以HNO3减少的浓度△c(HNO3)=
=
mol?L-1,
反应的时间△t=90s-70s=20s
所以HNO3在70-90S范围内的平均反应速率为v(HNO3)=
mol?L-1?S-1=
mol?L-1?S-1,
答:实验①在70-90s范围内HNO3的平均反应速率为
mol?L-1?S-1;
(3)实验①和②中,①中硝酸的浓度较大,反应速率大于②;①和③中,③中温度高于①,所以③的反应速率大于①;①和④中,④的大理石表面积较大,反应速率会大于①,
故答案为:①>②;①<③;①<④.
则实验①②的温度、大理石规格相同,只有浓度不同,实验①③中只有温度不同,实验①④中只有大理石规格不同,
故答案为:
实验编号 | T/K | 大理石规格 | HNO3浓度/mol?L-1 | 实验目的 |
① | 298 | 粗颗粒 | 2.00 | (Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和③探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和④探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响. |
② | 298 | 粗颗粒 | 1.00 | |
③ | 308 | 粗颗粒 | 2.00 | |
④ | 298 | 细颗粒 | 2.00 |
0.1 |
44 |
根据
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
0.1 |
44 |
1 |
220 |
又溶液体积为25ml=0.025L,所以HNO3减少的浓度△c(HNO3)=
| ||
0.025L |
2 |
11 |
反应的时间△t=90s-70s=20s
所以HNO3在70-90S范围内的平均反应速率为v(HNO3)=
| ||
20s |
1 |
110 |
答:实验①在70-90s范围内HNO3的平均反应速率为
1 |
110 |
(3)实验①和②中,①中硝酸的浓度较大,反应速率大于②;①和③中,③中温度高于①,所以③的反应速率大于①;①和④中,④的大理石表面积较大,反应速率会大于①,
故答案为:①>②;①<③;①<④.
点评:本题考查化学反应速率的影响因素及反应速率的计算,难度中等,注意信息中提高的条件及图象的分析是解答的关键,较好的考查学生综合应用知识的能力.
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