Question

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1.00mol∕L、2.00mol∕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25.00mL，大理石用量为10.00g．
（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 固体的表面积 对反应速率的影响；
②	25	粗颗粒	1.00
③	35	粗颗粒	2.00
④	25	细颗粒	2.00

（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70s-90s范围内用HNO₃表示的平均反应速率

0.01mol∕（L?s）

（忽略溶液体积变化，不需要写出计算过程）．

Answer 1

分析：（1）根据实验的目的和影响化学反应速率的因素来设计实验；
（2）由CO₂质量随时间变化的关系图得出70-90s二氧化碳的增加量，再根据方程式计算硝酸的量，然后计算实验①在70-90s范围内HNO₃的平均反应速率．

解答：解：（1）由实验目的可知，探究浓度、接触面积对化学反应速率的影响，
实验①和②探究浓度对反应速率的影响，则实验①②的温度、大理石规格相同，只有浓度不同；实验①和③探究温度对反应速率的影响，则实验①③中只有温度不同；而实验①④中只有大理石规格不同，
故答案为：

实验编号	温度（℃）	大理石规格	HNO3浓度（mol/L）	实验目的
①				（Ⅲ）物质的固体表面积
②	25	粗颗粒	1.00
③	35	粗颗粒	2.00
④	25	细颗粒	2.00

（2）由图可知70s二氧化碳质量为0.84g，90s生成二氧化碳质量为0.95g，70-90sCO₂生成的质量为：m（CO₂）=0.95g-0.84g=0.11g，二氧化碳的物质的量为n（CO₂）=0.0025mol，
由反应方程式

1

2

CaCO₃+HNO₃═

1

2

Ca（NO₃）₂+

1

2

CO₂↑+

1

2

H₂O可知，消耗HNO₃的物质的量为：n（HNO₃）=0.0025mol×2=0.005mol，
又溶液体积为25ml=0.025L，所以HNO₃减少的浓度△c（HNO₃）=

0.005mol

0.025L

=0.2mol?L^-1，反应的时间为：t=90s-70s=20s
所以HNO₃在70-90S范围内的平均反应速率为v（HNO₃）=

△c

△t

=0.01mol∕（L?s），
故答案为：0.01mol∕（L?s）．

点评：本题考查了化学反应速率的影响因素及反应速率的计算，合理分析题中信息及图象变化是解答本题的关键，较好的考查了学生综合应用知识的能力．