Question

某探究小組用HNO₃與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應(yīng)速率的因素．所用HNO₃濃度為1.00 mol·L^－1、2.00 mol·L^－1，大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為298 K、308 K，每次實(shí)驗(yàn)HNO₃的用量為25.0 mL、大理石用量為10.00 g．

(1)請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧��?yīng)的實(shí)驗(yàn)編號：

(2)實(shí)驗(yàn)①中CO₂質(zhì)量隨時(shí)間變化的關(guān)系見下圖：

依據(jù)反應(yīng)方程式CaCO₃＋HNO₃＝Ca(NO₃)₂＋CO₂↑＋H₂O，計(jì)算實(shí)驗(yàn)①在70－90 s范圍內(nèi)HNO₃的平均反應(yīng)速率(忽略溶液體積變化，寫出計(jì)算過程)．

(3)畫出實(shí)驗(yàn)②、③和④中CO₂質(zhì)量隨時(shí)間變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖．

Answer 1

答案：
解析：

　　(1)

　　(2)1．70至90 S，CO₂生成的質(zhì)量為：m(CO₂)0.95－0.85＝0.1 g

　　2．根據(jù)方程式比例，可知消耗HNO₃的物質(zhì)的量為：n(HNO₃)0.1/22＝1/220 mol

　　3．溶液體積為25 ml＝0.025 L，所以HNO₃減少的濃度Δc(HNO₃)＝2/11 mol/L

　　4．反應(yīng)的時(shí)間t＝90－70＝20 s

　　5．所以HNO₃在70－90 S范圍內(nèi)的平均反應(yīng)速率為

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

　　(3)作圖略

　　作圖要點(diǎn)：因?yàn)閷?shí)驗(yàn)①HNO₃與大理石恰好完全反應(yīng)；

　　實(shí)驗(yàn)②中，HNO₃不足量，縱坐標(biāo)對應(yīng)的每一個(gè)值均為原來的1/2；

　　實(shí)驗(yàn)③④的圖象類似，恰好完全反應(yīng)，但反應(yīng)條件改變，升高溫度與大理石細(xì)顆粒增大表面積可加快反應(yīng)速率．所以圖象曲線斜率變大，平衡位置縱坐標(biāo)與實(shí)驗(yàn)①相同．