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1.00 mol·L^-1、2.00 mol·L^-1，大理石有細顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為298 K、308 K，每次實驗HNO₃的用量為25.0 mL、大理石用量為10.00 g。

（1）請完成以下實驗設(shè)計表，并在實驗?zāi)康囊粰谥刑畛鰧��?yīng)的實驗編號:

實驗編號	T/K	大理石規(guī)格	HNO3濃度/mol·L-1	實驗?zāi)康?/p>
①	298	粗顆粒	2.00	(Ⅰ)實驗①和②探究HNO3濃度對該反應(yīng)速率的影響； （Ⅱ）實驗①和_____________探究溫度對該反應(yīng)速率的影響； （Ⅲ）實驗①和________________探究大理石規(guī)格（粗、細）對該反應(yīng)速率的影響
②
③
④

（2）實驗①中CO₂質(zhì)量隨時間變化的關(guān)系見下圖：

依據(jù)反應(yīng)方程式CaCO₃+HNO₃Ca(NO₃)₂+CO₂↑+H₂O，計算實驗①在70—90 s范圍內(nèi)HNO₃的平均反應(yīng)速率（忽略溶液體積變化，寫出計算過程）。

（3）請在答題卡的框圖中，畫出實驗②、③和④中CO₂質(zhì)量隨時間變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖。

Answer 1

(1)

實驗編號	T/K	大理石規(guī)格	HNO3濃度/mol·L-1	實驗?zāi)康?/p>
①	298	粗顆粒	2.00	(Ⅰ)實驗①和②探究HNO3濃度對該反應(yīng)速率的影響；（Ⅱ）實驗①和③探究溫度對該反應(yīng)速率的影響；（Ⅲ）實驗①和④探究大理石規(guī)格（粗、細）對該反應(yīng)速率的影響
②	298	粗顆粒	1.00
③	308	粗顆粒	2.00
④	298	細顆粒	2.00

（2）①70至90 s，CO₂生成的質(zhì)量為：m(CO₂)=0.95 g-0.85 g=0.1 g

②根據(jù)方程式比例，可知消耗HNO₃的物質(zhì)的量為：n(HNO₃)=×2=1/220 mol

③溶液體積為25 mL=0.025 L，所以HNO₃減少的濃度Δc(HNO₃)=2/11 mol·L^-1

④反應(yīng)的時間t=90 s-70 s=20 s

⑤所以HNO₃在70—90 s范圍內(nèi)的平均反應(yīng)速率為v(HNO₃)=Δc(HNO₃)/t=1/110 mol·L^-1·s^-1

（3）作圖略

作圖要點：因為實驗①HNO₃與大理石恰好完全反應(yīng)；

實驗②中，HNO₃不足量，縱坐標對應(yīng)的每一個值均為原來的1/2；

實驗③④的圖象類似，恰好完全反應(yīng)，但反應(yīng)條件改變，升高溫度與大理石細顆粒增大表面積可加快反應(yīng)速率。所以圖象曲線斜率變大，平衡位置縱坐標與實驗①相同。