Question

16．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^-1、2.00mol•L^-1，大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為298K、308K，每次實(shí)驗(yàn)HNO₃的用量為25.0mL、大理石用量為10.00g．
請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào)：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	T/K	大理石規(guī)格	HNO3濃度/mol•L-1	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/td>
①	298	粗顆粒	2.00	（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)①和②探究HNO3濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響； （Ⅱ）實(shí)驗(yàn)①和③探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響； （Ⅲ）實(shí)驗(yàn)①和④探 究大理石規(guī)格（粗、細(xì)）對(duì)該反 應(yīng)速率的影響；）
②
③
④

實(shí)驗(yàn)①中CO₂質(zhì)量隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖：
實(shí)驗(yàn)①在70-90s范圍內(nèi)HNO₃的平均反應(yīng)速率（忽略溶液體積變化，寫出計(jì)算過程）為由圖可知70至90S，CO₂生成的質(zhì)量為m（CO₂）=0.95g-0.84g=0.11g，物質(zhì)的量為n（CO₂）=0.0025mol，
由$\frac{1}{2}$CaCO₃+HNO₃═$\frac{1}{2}$Ca（NO₃）₂+$\frac{1}{2}$CO₂↑+$\frac{1}{2}$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）=$\frac{△n}{V}$=$\frac{0.005mol}{0.025L}$=0.2mol•L^-1，
反應(yīng)時(shí)間為90s-70s=20s，所以HNO₃在70-90S范圍內(nèi)的平均反應(yīng)速率為v（HNO₃）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.2mol•{L}^{-1}}{20s}$=0.01mol•L^-1•S^-1，
答：70-90s范圍內(nèi)HNO₃的平均反應(yīng)速率為0.01mol•L^-1•S^-1．．

Answer 1

分析 （1）由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�，探究濃度、溫度、接觸面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，用控制變量法進(jìn)行設(shè)計(jì)；
（2）由CO₂質(zhì)量隨時(shí)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(jì)算硝酸的量，然后計(jì)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、溫度、接觸面積對(duì)化學(xué)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)①③中只有溫度不同，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(hào)	T/K	大理石規(guī)格	HNO3濃度/mol•L-1	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/td>
①	298	粗顆粒	2.00	（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)①和②探究HNO3濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響； （Ⅱ）實(shí)驗(yàn)①和③探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響； （Ⅲ）實(shí)驗(yàn)①和④探究大理石規(guī)格（粗、細(xì)）對(duì)該反應(yīng)速率的影響．
②	298	粗顆粒	1.00
③	308	粗顆粒	2.00
④	298	細(xì)顆粒	2.00

（2）由圖可知70至90S，CO₂生成的質(zhì)量為m（CO₂）=0.95g-0.84g=0.11g，物質(zhì)的量為n（CO₂）=0.0025mol，
由$\frac{1}{2}$CaCO₃+HNO₃═$\frac{1}{2}$Ca（NO₃）₂+$\frac{1}{2}$CO₂↑+$\frac{1}{2}$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）=$\frac{△n}{V}$=$\frac{0.005mol}{0.025L}$=0.2mol•L^-1，
反應(yīng)時(shí)間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）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.2mol•{L}^{-1}}{20s}$=0.01mol•L^-1•S^-1，
答：70-90s范圍內(nèi)HNO₃的平均反應(yīng)速率為0.01mol•L^-1•S^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及反應(yīng)速率的計(jì)算，注意信息中提高的條件及圖象的分析是解答的關(guān)鍵，較好的考查學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的能力．