化学选修4 专题2 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）

1、.高中化学控制变量法探究影响化学反响速率的因素【考点精讲】近几年高考试题中除了考察化学反响速率的简单计算以及外界条件对化学反响速率的影响外，通过实验探究的形式考察本部分知识也成为高考热点之一，主要侧重于考察考生采集处理数据的才能。1. 常见考察形式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响的影响。2给出影响化学反响的几种因素，让学生设计实验分析各因素对反响的影响。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

2、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，否那么无法做出正确判断。 【典例精析】例题1 某实验小组的同学欲研究KMnO4和H2C2O4的反响。反响原理为2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2 + 8H2O该小组同学根据经历绘制了nMn2+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nMn2+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，并进展实验探究。该小组同学提出的假设是

3、 。请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。实验编号室温下，试管中所加试剂及其用量/ mL再向试管中参加少量固体室温下溶液颜色褪至无色所需时间/ min0.6 mol/LH2C2O4溶液H2O0.2 mol/LKMnO4溶液3 mol/L稀硫酸13.02.03.02.0/4.023.02.03.02.0_t假设该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是 。思路导航：图2和图1相比，开场生成Mn2+的反响速率较低，但随后突然加快，这说明生成物中的MnSO4为该反响的催化剂或Mn2+对该反响有催化作用。要验证Mn2+对该反响有催化作用，可以向溶液中参加硫酸锰进展验证。假如假设正确，那么与实

4、验1比较，溶液褪色所需时间短或所用时间少于4min。答案：生成物中的MnSO4为该反响的催化剂或Mn2+对该反响有催化作用MnSO4 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，发现参加少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请答复以下问题：1上述实验中发生反响的化学方程式有 ；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

5、，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参加到6个盛有过量Zn粒的反响瓶中，搜集产生的气体，记录获得一样体积的气体所需时间。实验混合溶液ABCDEF4mol/L H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100请完成此实验设计，其中：V1= ，V6= ，V9= ；反响一段时间后，实验A中的金属呈 色，实验E中的金属呈 色；该同学最后得出的结论为：当参加少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大进步。但当参加的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

6、：1方程式为Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu Zn+H2SO4=ZnSO4+H2。2参加少量硫酸铜溶液后，锌可置换出铜，从而构成铜锌原电池，加快反响速率。3K、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影响化学反响速率的因素有温度、浓度和固体的外表积等。5AB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=20mL2.5mL17.5mL。实验A中没有原电池反响，是锌直接和硫酸的反响，所以金属会变暗。

7、而实验E中生成铜单质，构成了原电池反响，所以呈暗红色。当参加的CuSO4溶液超过一定量时，会析出大量的金属铜覆盖在锌外表，阻止锌和硫酸的反响。答案：1Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu Zn+H2SO4=ZnSO4+H22CuSO4与Zn反响产生的铜与Zn形成微电池，加快了氢气产生的速度 3Ag2SO44升高反响温度，适当增加硫酸的浓度，增加锌粒的外表积答两个530 10 17.5灰黑，暗红当参加一定量的CuSO4后，生成的单质铜会沉积在Zn的外表阻碍Zn与溶液的接触例题3 某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反响速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。实验编号反响物

8、催化剂10 mL 2% H2O2溶液无10 mL 5% H2O2溶液无10 mL 5% H2O2溶液1 mL 0.1 mol·L1 FeCl3溶液10 mL 5% H2O2溶液少量HCl溶液1 mL 0.1 mol·L1 FeCl3溶液10 mL 5% H2O2溶液少量NaOH溶液1 mL 0.1 mol·L1 FeCl3溶液1催化剂能加快化学反响速率的原因是_。2常温下5% H2O2溶液的pH约为6，H2O2的电离方程式为_。3实验和的目的是_。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了到达实验目的，你对原实验方

9、案的改进是_。4实验、中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如以下图。分析上图可以得出的实验结论是_。思路导航：1参加催化剂，能降低反响的活化能，使更多的分子成为活化分子，从而加快化学反响速率。2常温下，H2O2的pH约为6，那么H2O2为弱酸，其电离方程式为H2O2HHO。3实验、中均没有使用催化剂，只是增大了H2O2的浓度，故实验、的目的是探究浓度对化学反响速率的影响。因实验过程中现象不明显，可采用升温或使用同种催化剂的方法加快反响速率来到达实验目的。4实验、中H2O2的浓度一样，并参加一样量的同种催化剂，而改变的条件是中酸性增强，中碱性增强。通过一样时间内产生O2的快慢>>可

10、得出如下结论：溶液的碱性增强，能加快H2O2的分解，而溶液的酸性增强，能减慢H2O2的分解。答案：1降低了活化能2H2O2HHO3探究浓度对反响速率的影响 向反响物中参加等量同种催化剂或将盛有反响物的试管放入同一热水浴中4碱性环境能加快H2O2分解的速率，酸性环境能减慢H2O2分解的速率【总结提升】例题 福建高考在酸性溶液中，碘酸钾KIO3和亚硫酸钠可发生如下反响：2IO5SO2H=I25SOH2O，生成的碘可以用淀粉溶液检验，根据反响溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反响的速率。某同学设计实验如下表所示：实验序号0.01 mol·L1 KIO3酸性溶液含淀粉的体积/mL0.01mol·L1 Na2SO3溶液的体积/mLH2O的体积/mL实验温度/溶液出现蓝色时所需时间/s实验15V1352