Question

某化學(xué)小組用稀硝酸與大理石的反應(yīng)來(lái)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素．所用硝酸濃度有1.00mol?L^-1、2.00mol?L^-1兩種，大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為25℃、35℃，每次實(shí)驗(yàn)硝酸溶液的體積均為2.50L、大理石用量均為150g．
（1）請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑钌蠈?duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào)：

編號(hào)	溫度	大理石規(guī)格	HNO3濃度 /mol?L-1	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
①	25℃	粗顆粒	2.00	（I）實(shí)驗(yàn)①和②探究硝酸濃度對(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	25℃	粗顆粒	1.00
③	35℃	粗顆粒	2.00
④	25℃	細(xì)顆粒	2.00

（2）實(shí)驗(yàn)①中CO₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系見(jiàn)圖：

則在70-90s內(nèi)以HNO₃的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率（忽略溶液體積變化）為

0.004mol?L^-1?S^-1

．

Answer 1

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(lái)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．

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，
實(shí)驗(yàn)①和②探究硝酸濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響，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：

編號(hào)	溫度	大理石規(guī)格	HNO3濃度 /mol?L-1	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
①				（I）實(shí)驗(yàn)①和②探究硝酸濃度對(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		粗顆粒	1.00
③		粗顆粒	2.00
④		細(xì)顆粒	2.00

（2）由圖可知70至90S，CO₂生成的物質(zhì)的量為n（CO₂）=0.95mol-0.85mol=0.1mol，
由CaCO₃+2HNO₃=Ca（NO₃）₂+CO₂↑+H₂O可知消耗HNO₃的物質(zhì)的量為n（HNO₃）=0.1mol×2=0.2mol，
又溶液體積為2.5L，所以HNO₃減少的濃度△c（HNO₃）=

0.2mol

2.5

=0.08mol?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）=

0.08

20

mol?L^-1?S^-1=0.004mol?L^-1?S^-1，
答：實(shí)驗(yàn)①在70-90s范圍內(nèi)HNO₃的平均反應(yīng)速率為0.004mol?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．