Question

某校化學研究性學習小組學習了化學反應與能量的內容后，對CaCO₃與稀鹽酸的反應進行了相關探究。他們在室溫條件下，將CaCO₃塊狀固體放入1L、1mol?L^-1稀鹽酸中，記錄下了隨反應時間的變化生成CO₂氣體的物質的量情況，繪制成如圖曲線。假設溶液的體積變化忽略不計，請分析以下問題：

（1）若想加快該反應的速率，可以采取的措施是       、        （答兩種）。
（2）0～2min內，用HCl濃度變化表示的平均反應速率為                 ，比較0～2min、2～4min、4～6min三個時間段，反應速率最大的是                         。
（3）根據定量的數據，定性的描述0～6min內該反應的化學反應速率的變化情況              ；呈現這種變化的原因是                                                              。
（4）根據圖像中曲線的變化趨勢，第8min時，該反應的反應速率為                        。

Answer 1

（1）升高溫度、將塊狀固體碾成粉末、適當增加鹽酸濃度等（2）0.1mol/(L·min)   2~4 min
（3）反應在0~2 min內較慢，2~4 min內加快，4~6 min內又變慢 ；0~2 min內溫度較低，反應慢，隨著反應進行，放出的熱量使反應體系溫度升高，2~4 min內加快，之后，鹽酸濃度下降，4~6 min內又變慢
（4）0  mol/(L·min)

解析試題分析：（1）若想加快該反應的速率，可以采取的措施是升高溫度、將塊狀固體碾成粉末、適當增加鹽酸濃度等。（2）反應的方程式為CaCO₃+2HCl＝CaCl₂+H₂O+CO₂↑由方程式物質間的關系可知，每產生1mol CO₂,會消耗2mol的HCl。 圖像可以看出：在0～2min內，用HCl濃度變化表示的平均反應速率為(0.2mol÷1L)÷2min=0.1mol/(L·min)。在2~4 min內V(HCl)=(0.4mol÷1L)÷2min=0.2mol/(L·min)。在2~4 min內V(HCl)=(0.2mol÷1L)÷2min=0.1mol/(L·min)。所以在2~4 min內反應速率最大。（3）反應CaCO₃+2HCl＝CaCl₂+H₂O+CO₂↑是放熱反應，在反應開始時，在0～2min內溫度較低，反應慢，隨著反應進行，放出的熱量使反應體系溫度升高，2~4 min內加快，之后，由于反應物鹽酸濃度下降，因此在4~6 min內又變慢。故反應在0~2 min內較慢，2~4 min內加快，4~6 min內又變慢。（4）根據圖像中曲線的變化趨勢，結合前邊的計算可以看出，第8min時，c(HCl)=0.所以該反應的反應速率為0 mol /(L·min)。
考點：考查影響化學反應速率的因素及CaCO₃與HCl反應速率變化的原因的知識。