题目

（12分）某自主学习小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，探究影反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol·L－1、2.00 mol·L－1，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的用量为25.0 mL，大理石用量为10.00g。(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－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＿＿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   粗颗粒   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＋HNO3Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O，计算实验①在70－90 s范围内HNO3的平均反应速率(忽略溶液体积变化，写出计算过程)。  答案：  (1)实验编号 T/K 大理石规格 HNO3浓度/mol·L－1 实验目的 ① 298 粗颗粒 2.00 ⑴实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响； ⑵实验①和③探究温度对该反应速率的影响。 ⑶实验①和④探究大理石规格(粗、细)对该反应的影响。 ② 298 粗颗粒 1.00 ③ 308 粗颗粒 2.00 ④ 298 细颗粒 2.00 (2)①70至90S，CO2生成的质量为：m(CO2)0.95－0.85＝0.1g②根据方程式比例，可知消耗HNO3的物质的量为：n(HNO3)0.1/22＝1/220mol③溶液体积为25ml＝0.025L，所以HNO3减少的浓度Δc(HNO3)＝2/11 mol/L④反应的时间t＝90－70＝20s⑤所以HNO3在70－90S范围内的平均反应速率为v(HNO3)＝Δc(HNO3)/t＝1/110 mol·L－1·S－1(小数也可以)解析:（1）实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响，所以温度和大理石规格是完全相同的，而硝酸的浓度不同。实验①和③的大理石规格相同，所以实验①和③探究温度对该反应速率的影响，即反应的温度不同，大理石规格和硝酸的浓度均相同。根据以上分析可判断，实验①和④是探究大理石规格(粗、细)对该反应的影响，因此反应的温度和硝酸的浓度要相同。（2）考查化学反应速率的计算。化学反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示。根据图像可以计算出70至90S内生成的CO2的体积，然后根据反应式可计算出消耗的硝酸的物质的量，最后计算其反应速率。 

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