Question

【题目】某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol/L、2.00 mol/L，大理石有细颗粒和粗颗粒两种规格，实验温度为25℃、35℃，每次实验HNO3的用量为25.00 mL，大理石用量为10.00 g。

（1）请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填空：

实验编号	温度(℃)	大理石规格	HNO3浓度(mol/L)	实验目的
①	25	粗颗粒	2.00	(Ⅰ)实验①和②探究浓度对反应速率的影响；(Ⅱ)实验①和③探究温度对反应速率的影响；(Ⅲ)实验①和④探究________对反应速率的影响
②	25	粗颗粒	_______
③	_______	粗颗粒	2.00
④	_________	细颗粒	______

（2）实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图。计算实验①中70 s～90 s范围内用HNO3表示的平均反应速率________(忽略溶液体积变化，不需要写出计算过程)。在O～70、70～90、90～200各相同的时间段里，反应速率最大的时间段是________。

Answer 1

【答案】 1.00 35 25 2.00 大理石规格 0.01 mol/(L·s) 0-70

【解析】（1）（I）实验①和②探究浓度对反应速率的影响；

（II）实验①和③探究温度对反应速率的影响；

（Ⅲ）实验①和④中大理石的规格不同；

（2）先根据图象，求求出生成二氧化碳的物质的量，然后根据反应求出消耗硝酸的物质的量，最后计算反应速率；曲线斜率越大反应速率越快。

（1）实验①和②探究浓度对反应速率的影响，故硝酸的浓度不同，应该选1.00mol/L硝酸；由于①和③探究温度对反应速率的影响，故温度不同，应该选35℃；由于实验①和④大理石规格不同，因此探究的是固体物质的表面积对反应速率的影响，所以实验①和④中温度和硝酸的浓度均相同；

（2）由图可知70s至90s，生成CO2的质量为0.95g-0.84g=0.11g，物质的量为0.11g÷44g/mol=0.0025mol，根据反应CaCO3+2HNO3＝Ca(NO3)2+CO2↑+H2O可知消耗HNO3的物质的量为2×0.0025mol=0.005mol，又溶液体积为0.025L，所以HNO3减少的浓度△c=0.005mol÷0.025L=0.2mol/L，反应的时间t=90s-70s=20s，所以HNO3在70s-90s范围内的平均反应速率为△c÷△t=0.2mol/L÷20s＝0.01molL-1s-1；根据图像可知在O～70、70～90、90～200各相同的时间段里曲线的斜率最大是0-70时间段内，因此反应速率最大的时间段是0-70。