高中化学 专题2 化学反应速率与化学平衡 第一单元 化学反应速率 5 控制变量法探究影响化学反应速率的因素学案 苏教版选修4-苏教版高二选修4化学学案VIP免费

控制变量法探究影响化学反应速率的因素【考点精讲】近几年高考试题中除了考查化学反应速率的简单计算以及外界条件对化学反应速率的影响外，通过实验探究的形式考查本部分知识也成为高考热点之一，主要侧重于考查考生采集处理数据的能力。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反应的影响。（2）给出影响化学反应的几种因素，让学生设计实验分析各因素对反应的影响。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的数据（或设置的实验）要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断。【典例精析】例题1某实验小组的同学欲研究KMnO4和H2C2O4的反应。反应原理为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O该小组同学根据经验绘制了n（Mn2+）随时间变化的趋势示意图，如图1所示。但查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n（Mn2+）随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并进行实验探究。①该小组同学提出的假设是。②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。实验室温下，试管中所加试剂及其用量/mL再向试管室温下溶液颜色褪至无编号中加入少量固体色所需时间/min0.6mol/LH2C2O4溶液H2O0.2mol/LKMnO4溶液3mol/L稀硫酸13.02.03.02.0/4.023.02.03.02.0_______t③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是。思路导航：①图2和图1相比，开始生成Mn2+的反应速率较低，但随后突然加快，这说明生成物中的MnSO4为该反应的催化剂（或Mn2+对该反应有催化作用）。②要验证Mn2+对该反应有催化作用，可以向溶液中加入硫酸锰进行验证。③如果假设正确，则与实验1比较，溶液褪色所需时间短或所用时间少于4min。答案：①生成物中的MnSO4为该反应的催化剂（或Mn2+对该反应有催化作用）②MnSO4③与实验1比较，溶液褪色所需时间短或所用时间少于4min例题2某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：（1）上述实验中发生反应的化学方程式有；（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是；（3）实验室中现有Na2SO3、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4这4种溶液，可与实验中CuSO4溶液起相似作用的是；（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有（答两种）；（5）为了进一步研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到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。实验混合溶液ABCDEF4mol/LH2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100①请完成此实验设计，其中：V1=，V6=，V9=；②反应一段时间后，实验A中的金属呈色，实验E中的金属呈色；③该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因。思路导航：（1）方程式为Zn+CuSO4==ZnSO4+CuZn+H2SO4==ZnSO4+H2↑。（2）加入少量硫酸铜溶液后，锌可置换出铜，从而构成铜锌原电池，加快反应速率。（3）K、Na和Mg均比锌活泼，属于活泼性很强的金属，所以只有Ag2SO4可以。（4）影响化学反应速率的因素有温度、浓度和固体的表面积等。（5）①AB属于对照实验，所以V1=30mL。根据所加的饱和CuSO4溶液的体积变化趋势来分析，后者的体积总是前面的2倍，所以V6=10mL。要保证实验中硫酸的浓度相等，根据实验F中水的体积和饱和CuSO4溶液的体积分析V9=20mL－2.5mL＝17.5mL。②实验A中没有原电池反应，是锌直接和硫酸的反应，所以金属会变暗。而实验E中生成铜单质，构成了原电池反应，所以呈暗红色。③当加入的CuSO4溶液超过一定量时，会析出大量的金属铜覆盖在锌...