化学·必修第二册(人教版)·课件 第6章　同步微专题2 控制变量法探究化学反应速率的影响因素

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(2024·安徽芜湖期末)对水样中影响M分解速率的因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度c(M)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是 (

)A．水样pH越大，M的分解速率越快B．水样中添加Cu2+，能加快M的分解速率C．由①、③得，M浓度越大，分解速率越慢D．在0～20min内，②中M的分解速率为0.025mol·L－1·min－1【答案】B

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，或为丝状或为粉末状，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。实验编号温度/℃催化剂用量/g酸性KMnO4溶液H2C2O4溶液KMnO4溶液褪色平均时间/min体积/mL浓度/(mol·L－1)体积/mL浓度/(mol·L－1)1250.540.180.212.72800.540.180.2a3250.540.0180.26.7425040.0180.2b下列说法不正确的是 (

)A．a＜12.7 B．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】C2．(2024·宁夏石嘴山第三中学4月期中)等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定反应过程中产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得如图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别，有关说法错误的是

(

)实验组别c(HCl)/(mol·L－1)温度/℃形状(Fe)Ⅰ2.030块状Ⅱ2.530块状Ⅲ2.550粉末状Ⅳ2.550块状A．曲线a对应的实验组别为ⅢB．对比实验Ⅰ、Ⅱ说明浓度对化学反应速率的影响C．对比实验Ⅱ、Ⅳ说明温度对化学反应速率的影响D．曲线a、b、c、d对应的实验组别分别为Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ【答案】D

【解析】由图像可知，反应需要的时间越少，反应速率越快，则反应速率为a＞b＞c＞d，由表中数据可知，实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中，Ⅳ中的温度高于Ⅰ、Ⅱ，Ⅲ的接触面积大，则反应速率Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅱ＞Ⅰ，曲线a、b、c、d对应的实验组别分别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ。由分析可知，曲线a对应的实验组别为Ⅲ，A正确；实验Ⅰ、Ⅱ只有浓度不同，可说明浓度对化学反应速率的影响，B正确；实验Ⅱ、Ⅳ只有温度不同，可说明温度对化学反应速率的影响，C正确；由分析可知，曲线a、b、c、d对应的实验组别分别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ，D错误。实验序号实验温度/℃酸性溶液H2C2O4溶液H2O溶液颜色褪至无色所用时间/sV/mLc/(mol·L－1)V/mLc/(mol·L－1)V/mL①2020.0240.10t1②2020.0220.128③4520.0220.1xt2A．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．(2024·安徽六安第一中学期末)用Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物M，为研究降解效果，设计如下对比实验探究温度、浓度、pH对降解速率和效果的影响，实验测得M的浓度与时间关系如图所示。实验编号温度/℃pH①251②451