突破09 控制变量法探究影响化学反应速率的因素-【尖子生系列】2022-2023学年高一化学同步重难点专项突破（人教版2019必修第二册）

人教版必修第二册 重难点专题突破09 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 第六章 化学反应与能量 素养说明：在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变，再进行实验，因此，常用控制变量思想解决该类问题，从而培养学生的科学探究与创新意识。 1.考查类型 (1)以表格的形式给出多组实验数据，让学生找出每组数据 的变化对化学反应速率的影响。 (2)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。 2.解题策略 3.实例分析 探究温度、催化剂对反应 2H2O2===2H2O＋O2↑的影响， 可以控制催化剂(是否加入 MnO2)和温度(加热、常温)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 考向1 在比较反应速率大小中的应用 [思维模板] 利用某一变量比较反应速率大小思维流程 3.(1)I－可以作为水溶液中 SO2 歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ⅱ补充完整。 　　ⅰ.SO2＋4I－＋4H＋===S↓＋2I2＋2H2O 　　ⅱ.I2＋2H2O＋____===______＋______＋2I－ 　　(2)探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：I2易溶解在KI溶液中) ①B 是 A 的对比实验，则 a＝________。 ②比较 A、B、C，可得出的结论是___________________ ___________________________________________________。 ③实验表明，SO2 的歧化反应速率 D>A，结合ⅰ、ⅱ反应 速率解释原因：____________________________________。 序号 试剂组成 实验现象 A 0.4 mol·L－1KI 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 B a mol·L－1KI 0.2 mol·L－1H2SO4 溶液变黄，出现浑浊较A快 C 0.2 mol·L－1H2SO4 无明显现象 D 0.2 mol·L－1KI 0.0002 mol I2 溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快 ②I－是 SO2 歧化反应的催化剂，H+单独存在时不 (2)①0.4 ③反应ⅱ比反应 具有催化作用，但 H＋可以加快歧化反应速率 ⅰ快；D 中由反应ⅱ产生的 H＋使反应ⅰ加快 考向2 实验方案的设计与评价 [典例2]某小组利用 H2C2O4 溶液和酸性 KMnO4 溶液反应来探究“反应条件对化学反应速率的影响”， 进行了如下实验： 实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min 0.6 mol·L－1 H2C2O4 溶液 H2O 0.2 mol·L－1 KMnO4溶液 3 mol·L－1 稀硫酸 1 3.0 4.0 1.0 2.0 6.4 2 3.0 3.0 2.0 2.0 5.2 3 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0 回答下列问题： (1)已知酸性 KMnO4 溶液与 H2C2O4 溶液反应有CO2 生成， 用化学方程式表示该实验的实验原理 ： ___________________ _____________________________________________________。 (2)根据上表中的实验数据，可以得到的结论是__________ _____________________________。 (3)利用实验3 中数据计算，用 KMnO4 的浓度变化表示的 反应速率为 v(KMnO4)＝______________。 (4)该小组同学根据经验绘制了 n(Mn2＋)随时间变化趋势的 示意图，如图甲所示。但有同学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乙所示。该小组同 学根据图乙所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。 甲 乙 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。 ③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是 _____________________________