Question

某探究小組用HNO₃與大理石反應(yīng)過(guò)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(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為298 K、308 K，每次實(shí)驗(yàn)HNO₃的用量為25.0 mL、大理石用量為10.00 g。

（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/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_____________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(jiàn)下圖：

依據(jù)反應(yīng)方程式CaCO₃+HNO₃Ca(NO₃)₂+CO₂↑+H₂O，計(jì)算實(shí)驗(yàn)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(xiě)出計(jì)算過(guò)程）。

（3）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的框圖中，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)②、③和④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

(1)

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）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(shí)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(diǎn)：因?yàn)閷?shí)驗(yàn)①HNO₃與大理石恰好完全反應(yīng)；

實(shí)驗(yàn)②中，HNO₃不足量，縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的每一個(gè)值均為原來(lái)的1/2；

實(shí)驗(yàn)③④的圖象類(lèi)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(xì)顆粒增大表面積可加快反應(yīng)速率。所以圖象曲線(xiàn)斜率變大，平衡位置縱坐標(biāo)與實(shí)驗(yàn)①相同。