第七章 热点微课7 控制变量法探究影响化学反应速率的因素-【创新教程】2024高考化学复习大一轮教师用书word（老教材，人教版）

　　　　　　　控制变量法探究影响化学反应速率的因素 [考点突破] 　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。体现了科学探究与证据推理的化学核心素养。 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 (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。 3．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，另一支试管不加热，观察 [典题应用] (2021·福建卷)NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应：NaNO2＋NH4ClN2↑＋NaCl＋2H2O。为探究反应速率与c(NaNO2)的关系，利用下列装置(夹持仪器略去)进行实验。 实验步骤：往A中加入一定体积(V)的2.0 mol·L－1NaNO2溶液、2.0 mol·L－1NH4Cl溶液和水，充分搅拌。控制体系温度，通过分液漏斗往A中加入1.0 mol·L－1醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时，开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0 mL N2所需的时间，重复多次取平均值(t)。 回答下列问题： (1)仪器A的名称为　_______　。 (2)检查装置气密性的方法：关闭止水夹K，　_______　。 (3)若需控制体系的温度为36℃，采取的合理加热方式为　_______　。 (4)每组实验过程中，反应物浓度变化很小，忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如下表所示。 实验 编号 V/mL t/s NaNO2 溶液 NH4Cl 溶液 醋酸 1 4.0 V1 4.0 8.0 334 2 V2 4.0 4.0 V3 150 3 8.0 4.0 4.0 4.0 83 4 12.0 4.0 4.0 0.0 38 ①V1＝　_______　，V3＝　_______　。 ②该反应的速率方程为v＝k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H＋)，k为反应速率常数。利用实验数据计算得m＝　_______　(填整数)。 ③醋酸的作用是　_______　。 (5)如果用同浓度的盐酸代替醋酸进行实验1，NaNO2与盐酸反应生成HNO2，HNO2分解产生等物质的量的两种气体，反应结束后，A中红棕色气体逐渐变浅装置中还能观察到的现象有　_______　。HNO2分解的化学方程式为　_______　。 解析：(1)仪器A的名称为锥形瓶；(2)气体发生装置要检查装置的气密性，检验装置气密性的方法关闭止水夹K，通过分液漏斗往A中加水，一段时间后水难以滴入，则气密性良好；(3)若需控制体系的温度为36℃，采取水浴加热使温度均匀平稳；(4)①为探究反应速率与c(NaNO2)的关系，NH4Cl浓度不变，根据数据3和4可知溶液总体积为20 mL，故V1为4 mL；根据变量单一可知V2为6 mL，V3为6 mL；②浓度增大速率加快，根据1和3组数据分析，3的c(NaNO2)是1的2倍，1和3所用的时间比≈4，根据分析可知速率和浓度的平方成正比，故m＝2；③醋酸在反应前后没变，是催化剂的作用是加快反应速率；(5)浓度的盐酸代替醋酸进行实验1，NaNO2与盐酸反应生成HNO2，HNO2分解产生等物质的量的两种气体，根据氧化还原反应可知反应的化学方程式为：2HNO2===NO↑＋NO2↑＋H2O，反应结束后量筒收集到NO，A中红棕色气体逐渐变浅，因为NO2溶于水生成NO，颜色变浅，锥形瓶压强降低，导管里上升一段水柱。 答案：(1)锥形瓶　(2)通过分液漏斗往A中加水，一段时间后水难以滴入，则气密性良好　(3