Question

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、2.00mol/L，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．

（1）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	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
①	298	粗顆粒	2.00mol/L	（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　　探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響； （Ⅲ）實(shí)驗(yàn)①和　　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

（2）實(shí)驗(yàn)①中CO₂質(zhì)量隨時(shí)間變化的關(guān)系見圖：

依據(jù)反應(yīng)方程式CaCO₃+HNO₃═Ca（NO₃）₂+CO₂↑+H₂O，計(jì)算實(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）．

（3）請(qǐng)?jiān)诳驁D中，畫出實(shí)驗(yàn)②和③中CO₂質(zhì)量隨時(shí)間變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖．

Answer 1

考點(diǎn)：

化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素；探究溫度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響．
專題：	實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題．
分析：	（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)； （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； （3）根據(jù)②、③的硝酸用量及溫度、大理石規(guī)格，對(duì)比①畫出實(shí)驗(yàn)②和③中CO2質(zhì)量隨時(shí)間變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖．
解答：	解：（1）由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�，探究濃度、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?/p> 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CaCO3+HNO3═Ca（NO3）2+CO2↑+H2O可知消耗HNO3的物質(zhì)的量為n（HNO3）=0.025mol×2=0.005mol， 又溶液體積為25ml=0.025L，所以HNO3減少的濃度△c（HNO3）=0.2mol•L﹣1， 反應(yīng)的時(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）==0.01mol•L﹣1•S﹣1， 故答案為：0.01mol•L﹣1•S﹣1； （3）由于②硝酸濃度是①的一半，所以反應(yīng)速率比①小，生成的二氧化碳是①的一半； ③中的硝酸濃度與①相同，所以生成的二氧化碳物質(zhì)的量相等，但是溫度③最高，反應(yīng)速率最快， 根據(jù)以上畫出實(shí)驗(yàn)②和③中CO2質(zhì)量隨時(shí)間變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖為： ， ③故答案為：．
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．