第六章 拓展微课2 变量控制法探究外界条件对反应速率的影响（Word教参）-【优化指导】2021-2022学年新教材高中化学必修第二册(人教版2019)

拓展微课2　变量控制法探究外界条件对反应速率的影响 (科学探究与创新意识) [对应学生用书P52] 应用 变量控制法探究外界条件对反应速率的影响 (2021·河北保定高一下期中)某化学课外小组的同学通过实验探究温度和浓度对反应速率的影响。实验原理及方案：在酸性溶液中，碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生反应生成碘，反应原理是：2IO＋5SO＋2H＋===I2＋5SO＋H2O，生成的碘可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。 实验序号 0.01 mol·L－1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL 0.01 mol·L－1Na2SO3溶液的体积/mL 水的 体积 /mL 实验 温度 /℃ 出现蓝 色的时 间/s ① 5 5 V1 5 t1 ② 5 5 40 25 t2 ③ 5 V2 35 25 t3 下列判断不正确的是(　　) A．最先出现蓝色的一组实验是③ B．实验①③中V1＝40，V2＝10 C．探究温度对化学反应速率的影响应该选择实验①② D．出现蓝色的时间t3＞t2＞t1 D　解析：探究温度和浓度对反应速率的影响的方法是变量控制法。②和③温度相同，应该是探究浓度对反应速率的影响，表中KIO3酸性溶液体积相同，可知是改变的是亚硫酸钠的浓度，为使溶液体积相同，5＋V2＋35＝5＋5＋40，得V2＝10，①和②温度不同，应该是探究温度对反应速率的影响，因此浓度要求相同，即溶液的总体积相同，则V1＋5＋5＝5＋5＋40，得V1＝40，B、C正确；实验③的温度最高，Na2SO3溶液的浓度最大，反应速率最快，出现蓝色的时间t3最短，A正确，D错误。 利用“变量控制法”解题的思维模型 [训练1] (2021·天津和平区高一下期中)3I－＋S2O===I＋2SO的反应速率可以用I与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃进行实验，得到的数据如下表： 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ c(I－)/(mol·L－1) 0.040 0.080 0.080 0.160 0.160 c(S2O)/(mol·L－1) 0.040 0.040 0.080 c1 0.080 t/s 88.0 44.0 22.0 22.0 t2 下列说法不正确的是(　　) A．该实验的目的是探究I－与S2O浓度对反应速率的影响 B．若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间的范围为＜22.0 s C．实验④c1＝0.020 mol·L－1 D．实验⑤显色时间t2＝11.0 s C　解析：由题目中表格数据可分析出c(I－)、c(S2O)浓度越大，反应速率越快，显蓝色所需时间越少，故实验目的应是研究反应物I－与S2O的浓度对反应速率的影响，A正确；升高温度反应速率加快，所以显蓝色所需时间减少，40 ℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间的范围为＜22.0 s，B正确；对比数据组①和②，可以看到，c(S2O)不变，c(I－)增大到2倍时，反应时间缩短了一半，即反应速率加快了一倍；对比数据组②和③，可以看到，c(I－)不变，c(S2O)增大到2倍时，反应时间缩短了一半，即反应速率也加快了一倍；对比数据组①和③，可以看到，c(I－)和c(S2O)均增大到2倍时，反应时间为原反应时间的四分之一，即反应速率加快了4倍。可见两个反应物的浓度和反应速率之间的数学关系是：反应物浓度每增加一倍，反应时间就减少一倍，对于两个反应物来说都是如此，可得出结论：反应速率与反应物起始浓度乘积成正比。对比数据组①和④，可以看到，c(I－)增大到4倍，反应时间为原反应时间的四分之一，即反应速率加快了4倍，所以S2O浓度不变c1＝0.040 mol·L－1，C错误；对比实验①和⑤，实验⑤的c(I－)为实验①的4倍，而c(S2O)为实验①的2倍，则由此可计算实验⑤的反应时间应为实验①反应时间的，即t1＝88 s×＝11 s，D正确。 [训练2] (2021·北京东城区高一下期中)某合作小组同学将铜片加入稀硝酸，发现开始时反应非常慢，一段时间后反应速率明显加快。该小组通过实验探究其原因。 (1)该反应的离子方程式为________________________。 (2)提出合理假设。该实验中反应速率明显加快的原因可能是________(填字母代号)。 A．反应放热导致温度升高 B．压强增大 C．生成物的催化作用 D．反应物接触面积增大 (3)初步探究。测定反应过程中溶液在不同时间的温度，结果如下表： 时间/min 0 5 10 15 20 25 35 50 60 70 80 温度/℃ 25 26 26 26