Question

【题目】某探究小组用测量HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol/L、2.00 mol/L，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K，每次实验HNO3溶液的用量为25.0 mL、大理石用量为10.00 g。

(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：

实验编号	T(K)	大理石规格	HNO3浓度(mol/L)	实验目的
①	298	粗颗粒	2.00	(I)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响 (II)实验①和____探究温度对该反应速率的影响； (III)实验①和____探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响。
②	_____	_______	__________
③	_____	_______	__________
④	_____	_______	__________

(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图：依据反应方程式CaCO3+HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O，计算实验①在70-90 s范围内HNO3的平均反应速率____________，写出计算过程[忽略溶液体积变化，且70s时m(CO2)=0.84g，90s时m(CO2)=0.95g]。

Answer 1

【答案】 298 粗颗粒 1.00 308 粗颗粒 2.00 298 细颗粒 2.00 ③ ④ 0.01mol/(L·s)

【解析】（1）结合已知条件，本实验目的是探究浓度、温度、接触面积对化学反应速率的影响，实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响，则实验①②的温度、大理石规格相同，浓度不同；实验①和③探究温度对该反应速率的影响，则实验①③中只有温度不同；实验①和④探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响，则实验①④中只有大理石规格不同，所以答案为：

实验编号	T/K	大理石规格	HNO3浓度/molL-1	实验目的
①	298	粗颗粒	2.00	（Ⅰ）实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响； （Ⅱ）实验①和③探究温度对该反应速率的影响； （Ⅲ）实验①和④探究大理石规格（粗、细）对该反应速率的影响。
②	298	粗颗粒	1.00
③	308	粗颗粒	2.00
④	298	细颗粒	2.00

（2）实验①在70-90 s范围内，CO2生成的质量为m(CO2)=0.95g-0.84g=0.11g，物质的量为n(CO2)=0.0025mol，由化学方程式可得出消耗HNO3的物质的量为n(HNO3)=0.0025mol×2=0.005mol，又因为溶液体积为25.0mL=0.025L，所以HNO3在70-90s范围内的平均反应速率为v(HNO3)= =0.005mol÷0.025L÷(90-70)s=0.01molL-1s-1。