Question

【題目】某探究小組用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，大理石有細顆粒和粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為25℃、35℃，每次實驗HNO3的用量為25.00 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空：

實驗編號	溫度(℃)	大理石規(guī)格	HNO3濃度(mol/L)	實驗目的
①	25	粗顆粒	2.00	(Ⅰ)實驗①和②探究濃度對反應速率的影響；(Ⅱ)實驗①和③探究溫度對反應速率的影響；(Ⅲ)實驗①和④探究________對反應速率的影響
②	25	粗顆粒	_______
③	_______	粗顆粒	2.00
④	_________	細顆粒	______

（2）實驗①中CO2質量隨時間變化的關系見下圖。計算實驗①中70 s～90 s范圍內用HNO3表示的平均反應速率________(忽略溶液體積變化，不需要寫出計算過程)。在O～70、70～90、90～200各相同的時間段里，反應速率最大的時間段是________。

Answer 1

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

【解析】（1）（I）實驗①和②探究濃度對反應速率的影響；

（II）實驗①和③探究溫度對反應速率的影響；

（Ⅲ）實驗①和④中大理石的規(guī)格不同；

（2）先根據圖象，求求出生成二氧化碳的物質的量，然后根據反應求出消耗硝酸的物質的量，最后計算反應速率；曲線斜率越大反應速率越快。

（1）實驗①和②探究濃度對反應速率的影響，故硝酸的濃度不同，應該選1.00mol/L硝酸；由于①和③探究溫度對反應速率的影響，故溫度不同，應該選35℃；由于實驗①和④大理石規(guī)格不同，因此探究的是固體物質的表面積對反應速率的影響，所以實驗①和④中溫度和硝酸的濃度均相同；

（2）由圖可知70s至90s，生成CO2的質量為0.95g-0.84g=0.11g，物質的量為0.11g÷44g/mol=0.0025mol，根據反應CaCO3+2HNO3＝Ca(NO3)2+CO2↑+H2O可知消耗HNO3的物質的量為2×0.0025mol=0.005mol，又溶液體積為0.025L，所以HNO3減少的濃度△c=0.005mol÷0.025L=0.2mol/L，反應的時間t=90s-70s=20s，所以HNO3在70s-90s范圍內的平均反應速率為△c÷△t=0.2mol/L÷20s＝0.01molL-1s-1；根據圖像可知在O～70、70～90、90～200各相同的時間段里曲線的斜率最大是0-70時間段內，因此反應速率最大的時間段是0-70。