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1.00mol∕L、2.00mol∕L，大理石有細(xì)顆粒和粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為25℃、35℃，每次實(shí)驗(yàn)HNO₃的用量為25.00mL，大理石用量為10.00g．
（1）請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑羁眨?br />

實(shí)驗(yàn)編號	溫度（℃）	大理石規(guī)格	HNO3濃度（mol/L）	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
①	25	粗顆粒	2.00	（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)①和②探究濃度對反應(yīng)速率的影響； （Ⅱ）實(shí)驗(yàn)①和③探究溫度對反應(yīng)速率的影響； （Ⅲ）實(shí)驗(yàn)①和④探究 固體的表面積 對反應(yīng)速率的影響；
②	25	粗顆粒	1.00
③	35	粗顆粒	2.00
④	25	細(xì)顆粒	2.00

（2）實(shí)驗(yàn)①中CO₂質(zhì)量隨時間變化的關(guān)系見下圖．計算實(shí)驗(yàn)①中70s-90s范圍內(nèi)用HNO₃表示的平均反應(yīng)速率

0.01mol∕（L?s）

（忽略溶液體積變化，不需要寫出計算過程）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素來設(shè)計實(shí)驗(yàn)；
（2）由CO₂質(zhì)量隨時間變化的關(guān)系圖得出70-90s二氧化碳的增加量，再根據(jù)方程式計算硝酸的量，然后計算實(shí)驗(yàn)①在70-90s范圍內(nèi)HNO₃的平均反應(yīng)速率．

解答：解：（1）由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�，探究濃度、接觸面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，
實(shí)驗(yàn)①和②探究濃度對反應(yīng)速率的影響，則實(shí)驗(yàn)①②的溫度、大理石規(guī)格相同，只有濃度不同；實(shí)驗(yàn)①和③探究溫度對反應(yīng)速率的影響，則實(shí)驗(yàn)①③中只有溫度不同；而實(shí)驗(yàn)①④中只有大理石規(guī)格不同，
故答案為：

實(shí)驗(yàn)編號	溫度（℃）	大理石規(guī)格	HNO3濃度（mol/L）	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
①				（Ⅲ）物質(zhì)的固體表面積
②	25	粗顆粒	1.00
③	35	粗顆粒	2.00
④	25	細(xì)顆粒	2.00

（2）由圖可知70s二氧化碳質(zhì)量為0.84g，90s生成二氧化碳質(zhì)量為0.95g，70-90sCO₂生成的質(zhì)量為：m（CO₂）=0.95g-0.84g=0.11g，二氧化碳的物質(zhì)的量為n（CO₂）=0.0025mol，
由反應(yīng)方程式

1

2

CaCO₃+HNO₃═

1

2

Ca（NO₃）₂+

1

2

CO₂↑+

1

2

H₂O可知，消耗HNO₃的物質(zhì)的量為：n（HNO₃）=0.0025mol×2=0.005mol，
又溶液體積為25ml=0.025L，所以HNO₃減少的濃度△c（HNO₃）=

0.005mol

0.025L

=0.2mol?L^-1，反應(yīng)的時間為：t=90s-70s=20s
所以HNO₃在70-90S范圍內(nèi)的平均反應(yīng)速率為v（HNO₃）=

△c

△t

=0.01mol∕（L?s），
故答案為：0.01mol∕（L?s）．

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及反應(yīng)速率的計算，合理分析題中信息及圖象變化是解答本題的關(guān)鍵，較好的考查了學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力．