Question

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1.00 mol·L^－1、2.00 mol·L^－1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K，每次实验HNO₃的用量为25.0 mL、大理石用量为10.00 g．

(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：

(2)实验①中CO₂质量随时间变化的关系见下图：

依据反应方程式CaCO₃＋HNO₃＝Ca(NO₃)₂＋CO₂↑＋H₂O，计算实验①在70－90 s范围内HNO₃的平均反应速率(忽略溶液体积变化，写出计算过程)．

(3)画出实验②、③和④中CO₂质量随时间变化关系的预期结果示意图．

Answer 1

答案：
解析：

　　(1)

　　(2)1．70至90 S，CO₂生成的质量为：m(CO₂)0.95－0.85＝0.1 g

　　2．根据方程式比例，可知消耗HNO₃的物质的量为：n(HNO₃)0.1/22＝1/220 mol

　　3．溶液体积为25 ml＝0.025 L，所以HNO₃减少的浓度Δc(HNO₃)＝2/11 mol/L

　　4．反应的时间t＝90－70＝20 s

　　5．所以HNO₃在70－90 S范围内的平均反应速率为

　　v(HNO₃)＝Δc(HNO₃)/t1/110 mol·L^－1·S^－1

　　(3)作图略

　　作图要点：因为实验①HNO₃与大理石恰好完全反应；

　　实验②中，HNO₃不足量，纵坐标对应的每一个值均为原来的1/2；

　　实验③④的图象类似，恰好完全反应，但反应条件改变，升高温度与大理石细颗粒增大表面积可加快反应速率．所以图象曲线斜率变大，平衡位置纵坐标与实验①相同．