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 固体物质的表面积 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^-1?S^-1

（忽略溶液体积变化，不需要写出计算过程）．

Answer 1

分析：（1）实验①和②探究浓度对反应速率的影响，硝酸的浓度应该不同；
实验①和③探究温度对反应速率的影响，温度应该不同；
Ⅲ中实验①和④，大理石的规格不同；
（2）先根据图象，求出生成二氧化碳的物质的量，然后根据反应：CaCO₃+2HNO₃═Ca（NO₃）₂ +CO₂↑H₂O，求出消耗的硝酸的物质的量，再由v（HNO₃）=

△c

△t

 求出反应速率．

解答：解：（1）②、由于①和②探究浓度对反应速率的影响，故硝酸的浓度不同，应该是1.00mol?L^-1，故答案为：1.00；
③、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℃，故答案为：35；
（Ⅲ）、实验①和④的大理石规格不同，探究的是固体物质的表面积对反应速率的影响，故答案为：固体物质的表面积；
（2）由图可知70至90S，CO₂生成的质量为m（CO₂）=0.95g-0.84g=0.11g，物质的量为n（CO₂）=

0.11

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=0.0025molmol，根据反应CaCO₃+2HNO₃═Ca（NO₃）₂ +CO₂↑H₂O，可知消耗HNO₃的物质的量为n（HNO₃）=2×0.025mol=0.005mol，
又溶液体积为25ml=0.025L，所以HNO₃减少的浓度△c（HNO₃）=

0.05mol

0.025L

=0.2mol/Lmol?L^-1，
反应的时间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^-1?S^-1，
故答案为：0.01mol?L^-1?S^-1．

点评：本题考查化学反应速率的影响因素及反应速率的计算，注意信息中提高的条件及图象的分析是解答的关键，本题较好的考查学生综合应用知识的能力，难度中等．