2021高考化学一轮复习第7章化学反应的方向限度与速率23控制变量探究影响化学反应速率的因素精练含解析

1、专题突破23控制变量探究影响化学反应速率的因素在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需 控制其他因素相同或不变，再进行实验。因此，常用控制变量思想解决该类问题。1.常见考查形式(1)以表格的形式给出多组实验数据，让学生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。(2)给出影响化学反应速率的几种因素，让学生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。2 .解题策略(1)确定变量解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。(2)定多变一在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎 样的关系：这样确定一种以后，再

2、确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系, 得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。(3)数据有效解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断,3 .实例分析探究温度、催化剂对反应：2压0二=240+0"的影响，可以确定催化剂(是否加入MnOj和温 度(加热、常温)作为可变量，其他的则控制为不变量。探究对象的反应2H：O：=2HcO+O： t控制的可变量催化剂温度控制的不变量浓度、温度等浓度、催化剂等实验方案取相同量的5附10：溶液于两支规 格相同的试管中，向其中一支试 管中加入少量MnO：,另一支不 力口，在常温下观察取相同量的训溶液于两支规

3、格相同的试管中，给其中一支试 管加热，另一支不加热，观察1. (2019 洛阳月考)等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时 间（。内产生气体体积（0的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确 的是（）组别对应曲线c(HCl)/mol - L-i反应温度/铁的状态1a30粉末状2b30粉末状3c2.5块状4d2.530块状A.第4组实验的反应速率最慢B.第1组实验中盐酸的浓度大于2. 51noiC.第2组实验中盐酸的浓度等于2.5mol-LrD.第3组实验的反应温度低于30c答案D解析 由图像可知，1、2、3、4组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之

4、分。第4 组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A正确：第1组实验，反应所用时间最短， 故反应速率最快，根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于2. 5mol-L 1, B正确：第2组实验, 铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据控制变量法原则知盐酸的浓度应等于2. 5 mol-L r, C正确：由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30, D错误。2 .某小组利用溶液和酸性KMnO；溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。 实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定退 色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。编号h2cq溶液

5、酸性KMnOi溶液温度/浓度/mol 17'体积/mL浓度/mol L1体积/mL0.102.00.0104. 0250. 202.00.0104.0250. 202.00.0104.050(1)已知反应后转化为CO：逸出，KMnOi溶液转化为MnSO,每消耗ImolHCOi转移mol电子。为了观察到紫色退去，HC：0i与KMnOi初始的物质的量需要满足的关系为 (昆藻。：)：n(KMnO,) 。(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是(填编号，下同)，可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是。(3)已知50时c(MnO)一反应时间t的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐

6、标图 中，画出25c时c(MnO；)一匕的变化曲线示意图。答案(1)2 5 ： 2 (2)和和解析(DHC0：中碳的化合价是+ 3价，CO二中碳的化合价为+4价，故每消耗lmolECO转移 2mol 电子，反应的化学方程式为 2KMn0d5H£O + 3H二SOiuKcSOdZMnSOdlOCO" +8H：0, 为保证 KMnOi完全反应,c(H;CsOt) ： c(KMnOj>5 : 2。(2)探究温度对反应速率的影响，则浓度必然相同，则为实验和；同理探究浓度对反应速 率的影响的实验是和。(3)温度降低，化学反应速率减小，故心M0：退色时间延长，故作 图时要同时体现

7、25MnO,浓度降低比50c时MnOi的浓度降低缓慢和反应完全时间比50c时 “拖后”。3 . (2020 长沙月考)为了进一步探究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下 一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气 体，记录获得相同体枳气体所需的时间。实验混合溶ABCDEF4mol -L HSOt/mL30KV2%Vx饱和CuSOi溶液/mb00.52.5520H：0/mLK%V3Ko100请完成此实验设计，其中：匕=，% =，% =0答案 30 10 17.5解析 若研究CuSOi的量对生成速率的影响，则实验中除CuSOi的量不同之外，其他物

8、质的 量均相同，则匕=%=%=%= %=30,最终溶液总体积相同。由实验F可知，溶液的总体积 均为50 mL,则底=10, %=175。4. (1)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素，有关数据如下表所示:序号纯锌粉/g2. Omol-L ：硫酸溶液/mL温度/C硫酸铜固体/g加入蒸镭水/mLI2.050.02500II2.040.025010.0III2.050.0250.20IV2.050.0251. 00本实验待测数据可以是实验I和实验H可以探究 对锌与稀硫酸反应速率的影响。实验in和实验iv的目的是写出有关反应的离子方程式(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设

9、计的实验方案如下表：实验序号体积/mLKS0s溶液水KI溶液Na5sA溶液淀粉溶液©10.00.01. 04.02.09.01.04. 04.02.08.0匕1. 04.02.0表中匕=,理由是o答案(1)反应结束所需要的时间(或相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间)硫酸浓度 探究硫酸铜的质量对反应速率的影响Zn+C=Zn" + Cu, Zn+2H'=Zn"+HU（2）2.0保证反应物KoS力s浓度的改变，而其他物质浓度不变解析（1）实验【和实验II中，锌的质量和状态相同，硫酸的浓度不同，实验川和实验IV中加 入硫酸铜，Cu"的氧化性强于H&#

10、39;,首先发生反应Zn+C/'=Zn:'+Cu,生成的铜附着在锌表 面，在稀硫酸溶液中构成原电池，加快锌失电子。但是加入的硫酸铜过多，生成的铜会覆盖 在锌表面，阻止锌与稀硫酸进一步反应，产生氢气的速率会减慢°本实验待测数据可以是 “反应结束所需要的时间”或“相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间”，实验【和实 验II可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。实验IH和实验N加入的硫酸铜的质量不同， 可以探究加入硫酸铜的质量与反应速率的关系。（2）实验的目的是探究KcSQs溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应保证每组实验中其他物 质的浓度相等，即溶液的总体积相等（即为20. 0mL）,从而可知匕=2.0。题后反思控制变量法解决问题的基本思路以第4题（1）为例 orA rmI、n硫酸的浓度对