Question

4．为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率，某同学通过如图1实验装置测定反应中生成的CO₂气体体积，并绘制出如图2所示的曲线．请分析讨论以下问题．

（1）化学反应速率最快的时间段是B，影响此时间段反应速率的主要因素是反应放热，使反应速率加快；
A．O～t₁    B．t₁～t₂    C．t₂～t₃    D．t₃～t₄
（2）为了减缓上述反应速率，欲向盐酸中加入下列物质，你认为可行的有AC；
A．蒸馏水     B．NaCl固体      C．NaCl溶液     D．通入HCl
（3）若盐酸的体积是20mL，图中CO₂的体积是标准状况下的体积，则t₁～t₂时间段平均反应速率v（HCl）=$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{224（{t}_{2}-{t}_{1}）}$mol•（L•min）^-1．

Answer 1

分析 （1）根据图象知，曲线的斜率为该反应的化学反应速率，斜率越大其反应速率越大；温度越高，反应速率越快；
（2）降低反应速率，可以通过减小溶液中氢离子浓度实现；
（3）根据二氧化碳的体积计算参加反应的HCl的物质的量，再根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算盐酸的反应速率．

解答 解（1）曲线的斜率为该反应的化学反应速率，斜率越大其反应速率越大，根据图象知，斜率最大的是t₁～t₂；该反应是放热反应，放出的热量使溶液温度升高，升高温度，反应速率加快，
故答案为：B；反应放热，使反应速率加快；
（2）降低反应速率，可以通过减小溶液中氢离子浓度实现，加水稀释或加入氯化钠溶液都能使氢离子浓度降低，从而降低反应速率，通入氯化氢使溶液中氢离子浓度增大，反应速率加快，故选AC；
（3）t₁～t₂时间生成气体体积=（V-V₁）mL，则二氧化碳的物质的量=$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{22.4}$×10^-3mol，根据HCl和二氧化碳的关系式知，消耗盐酸的物质的量=（2×$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{22.4}$×10^-3）mol，盐酸的反应速率=$\frac{\frac{2（{V}_{2}-{V}_{1}）×1{0}^{-3}}{22.4}}{\frac{0.02}{{t}_{2}-{t}_{1}}}$mol/（L．min）=$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{224（{t}_{2}-{t}_{1}）}$，
故答案为：$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{224（{t}_{2}-{t}_{1}）}$．

点评 本题考查了化学反应速率的影响因素、根据方程式进行计算，知道浓度、温度对化学反应速率任何改变，再结合速率公式分析解答，知道斜率与速率的关系，题目难度不大．