新教材同步系列2024春高中化学第六章化学反应与能量同步微专题2控制变量法探究化学反应速率的影响因素课件新人教版必修第二册

第六章化学反应与能量同步微专题2

控制变量法探究化学反应速率的影响因素【专题整合】“控制变量”实验探究题主要是以表格或图像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，或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。它能够很好地考查考生的实验设计与探究能力、比较归纳能力、数据分析与处理能力、信息提炼能力、知识迁移与应用能力。解答该类题目的方法思路如下：(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。(4)实例分析：探究温度、催化剂对反应：2H2O2===2H2O＋O2↑的影响，可以确定催化剂(是否加入MnO2)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2H2O2===2H2O＋O2↑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%H2O2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MnO2，另一支不加，在常温下观察取相同量的5%H2O2溶液于两支规格相同的试管中，给其中一支试管加热，另一支不加热，观察【典型例题】例1为了研究一定浓度Fe2+的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，某研究小组做了相关实验，实验结果如下图所示，判断下列说法正确的是 (

)A．pH越小氧化率越大B．温度越高氧化率越小C．Fe2+的氧化率仅与溶液的pH和温度有关D．实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2+的氧化率【答案】D【解析】由②③可知，温度相同时，pH越小，氧化率越大，但温度不同时则不一定，A错误；由①②可知，pH相同时，温度越高，氧化率越大，B错误；Fe2+的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等，C错误。例2下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：分析上述数据，完成下列问题：(1)实验4和5表明_____________对反应速率有影响，____________反应速率越快，能表明同一规律的实验还有________(填实验序号)。(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有______________(填实验序号)。(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有______________，其实验序号是________。(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近，推测其原因：________________________________________________。【答案】(1)固体反应物的表面积表面积越大1和2(2)1、3、4、6、8；2、5

(3)开始反应温度6、7；8、9(4)一定量的金属跟足量的硫酸反应放出的热量相同【解析】(1)实验4和5，金属和稀硫酸的量相同，金属的状态不同，可知固体的表面积越大反应速率越快。(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验，金属的状态就应该相同，或为丝状或为粉末，反应前溶液温度也相同。(3)本实验中，反应前温度也影响化学反应速率，如实验6和7，8和9。(4)由于所有反应中，金属质量和硫酸溶液体积均相等，且硫酸过量，产生热量相等，所以实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近。【专题训练】1．探究2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O反应速率的影响因素，有关实验数据如表所示。下列说法不正确的是 (

)A．a<12.7B．b>6.7C．用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)>v(实验1)D．可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢【答案】C【解析】由表中数据可知，实验2的温度比实验1的高，其余条件均相同，故反应2的反应速率比实验1的快，故褪色时间更短，a<12.7，A正确；由表中数据可知，实验4为未使用催化剂，其余数据均与实验3相同，故实验4的反应速率比实验3慢，故褪色时间更长，b>6.7，B正确；由表中数据可知，实验3用的KMnO4浓度低，故用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)＜v(实验1)，C错误；反应生成的气体只有二氧化碳，相同条件下可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢，D正确。2．等质量的铁与过量的稀盐酸在不同的实验条件下反应，产生H2的体积V与时间t的关系如图所示，则曲线a所对应的实验组别是(

)组别c(HCl)/(mol·L-1)温度/℃铁的状态A2.030块状B2.530块状C2.550块状D2.550粉末状【答案】DA．x＝2B．t1<8，t2>8C．配制KMnO4溶液时可用硫酸酸化D．利用实验②③探究温度对化学反应速率的影响【答案】B【解析】实验②和③只是温度不同，目的是探究温度对反应速率的影响，除温度外，其他条件应相同，则水的体积需要保持一致，因此x＝2，A正确；分析表中数据可知，实验①和实验②只是浓度不同，则实验①和实验②是探究反应物浓度对化学反应速率的影响，且浓度越大，反应速率越大，可知t1＜8，实验②和③只是温度不同，目的是探究温度对反应速率的影响，温度越高，反应速率越快，则t2＜8，B错误；高锰酸钾能氧化氯离子生成氯气，配制KMnO4溶液时不能用盐酸酸化，应该用稀硫酸，C正确；实验①③中温度和草酸的浓度均是变量，不能利用实验①③探究温度对化学反应速率的影响，应该用实验②和③，D正确。4．(2022·北京顺义第二次统练)Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物，羟基自由基的产生与溶液pH大小有关。现运用该方法降解有机污染物p－CP探究有关因素对该降解反应速率的影响。【实验过程】取20mL工业废水，加入一定量FeSO4溶液和NaOH溶液，调节Fe2+浓度和pH，再加入一定浓度H2O2，用数据采集器测定p－CP的变化情况。【实验数据】实验编号H2O2溶液Fe2+溶液蒸馏水pH温度c/(mol·L-1)V/mLc/(mol·L-1)V/mLV/mLT/K①6.0×10-31.50.30×10-33.5103298②6.0×10-31.50.30×10-33.5103313③6.0×10-33.50.30×10-33.583298④6.0×10-31.50.30×10-34.593298⑤6.0×10-31.50.30×10-33.51010298下列说法中不正确的是 (

)A．实验①②说明其他条件相同时，适当升温可以提高降解速率B．实验①③的目的是探究H2O2浓度对降解速率的影响C．实验①③④说明浓度改变对降解速率的影响H2O2大于Fe2+D．实验⑤降解反应趋于停止的原因可能是Fe2+与H2O2反应生成Fe(OH)3沉淀【答案】C【解析】实验②相比于①只升高了温度，且②的曲线斜率更大，故反应速率更大，A正确；实验①和③相比总体积