Question

【題目】某探究小組用測量HNO3與大理石反應過程中質量減小的方法，研究影響反應速率的因素。所用HNO3濃度為1.00 mol/L、2.00 mol/L，大理石有細顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為298 K、308 K，每次實驗HNO3溶液的用量為25.0 mL、大理石用量為10.00 g。

(1)請完成以下實驗設計表，并在實驗目的一欄中填出對應的實驗編號：

實驗編號	T(K)	大理石規(guī)格	HNO3濃度(mol/L)	實驗目的
①	298	粗顆粒	2.00	(I)實驗①和②探究HNO3濃度對該反應速率的影響 (II)實驗①和____探究溫度對該反應速率的影響； (III)實驗①和____探究大理石規(guī)格(粗、細)對該反應速率的影響。
②	_____	_______	__________
③	_____	_______	__________
④	_____	_______	__________

(2)實驗①中CO2質量隨時間變化的關系見下圖：依據反應方程式CaCO3+HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O，計算實驗①在70-90 s范圍內HNO3的平均反應速率____________，寫出計算過程[忽略溶液體積變化，且70s時m(CO2)=0.84g，90s時m(CO2)=0.95g]。

Answer 1

【答案】 298 粗顆粒 1.00 308 粗顆粒 2.00 298 細顆粒 2.00 ③ ④ 0.01mol/(L·s)

【解析】（1）結合已知條件，本實驗目的是探究濃度、溫度、接觸面積對化學反應速率的影響，實驗①和②探究HNO3濃度對該反應速率的影響，則實驗①②的溫度、大理石規(guī)格相同，濃度不同；實驗①和③探究溫度對該反應速率的影響，則實驗①③中只有溫度不同；實驗①和④探究大理石規(guī)格(粗、細)對該反應速率的影響，則實驗①④中只有大理石規(guī)格不同，所以答案為：

實驗編號	T/K	大理石規(guī)格	HNO3濃度/molL-1	實驗目的
①	298	粗顆粒	2.00	（Ⅰ）實驗①和②探究HNO3濃度對該反應速率的影響； （Ⅱ）實驗①和③探究溫度對該反應速率的影響； （Ⅲ）實驗①和④探究大理石規(guī)格（粗、細）對該反應速率的影響。
②	298	粗顆粒	1.00
③	308	粗顆粒	2.00
④	298	細顆粒	2.00

（2）實驗①在70-90 s范圍內，CO2生成的質量為m(CO2)=0.95g-0.84g=0.11g，物質的量為n(CO2)=0.0025mol，由化學方程式可得出消耗HNO3的物質的量為n(HNO3)=0.0025mol×2=0.005mol，又因為溶液體積為25.0mL=0.025L，所以HNO3在70-90s范圍內的平均反應速率為v(HNO3)= =0.005mol÷0.025L÷(90-70)s=0.01molL-1s-1。