(讲义)第6章 第2节 能力课时4 反应条件的调控与速率、平衡的有关计算-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(人教版2019)

能力课时4　反应条件的调控与速率、平衡的有关计算 1．“变量控制法”调控反应速率。 2．反应速率、平衡的有关计算。 “变量控制法”调控反应速率 1．“变量控制法”的简介 科学研究中，对于多因素(多变量)的问题，常常采用只改变其中的某一个因素，控制其他因素不变的研究方法，使多因素的问题变成几个单因素的问题，分别加以研究，最后再将几个单因素问题的研究结果加以综合。这种变量控制的方法是科学探究中常用的方法。例如，探究温度对化学反应速率的影响时，控制浓度和其他影响因素相同；而比较不同浓度对化学反应速率的影响时，则控制温度和其他影响因素相同；最后综合得出影响化学反应速率的多种因素。 2．常见考查形式 (1)以表格的形式给出多组实验数据，让同学们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，让同学们设计实验并分析各因素对化学反应速率的影响。 3．解题策略 (1)确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，找出影响实验探究结果的因素。 (2)定多变一：在探究时，应先控制其他的因素不变，只改变一种因素，探究这种因素与所探究问题的关系，然后按此方法依次分析其他因素与所探究问题的关系。 (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，否则无法作出正确判断。 【典例1】　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的实验。将表中所给的混合溶液分别加入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 A B C D E F 4 mol·L－1H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5 饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20 H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0 (1)请完成此实验设计，其中：V1＝____________，V6＝________，V9＝________。 (2)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：________________________________ ___________________________________________________________________。 [解析]　(1)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，则硫酸的浓度应该是相同的，因此最终溶液的体积必需相等，A组中硫酸为30 mL，那其他组硫酸也为30 mL，根据表中数据可知总体积是50 mL，则V1＝30，V6＝50－10－30＝10，V9＝50－30－2.5＝17.5。 (2)当加入过量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积，因此反应速率会减小。 [答案]　(1)30　10　17.5 (2)当加入过量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积 1．不同条件下，用O2氧化一定浓度的FeCl2溶液过程中所测得的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是(　　) A．一定时间内，Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大 B．由②和③可知，pH越大，Fe2＋氧化速率越快 C．由①和③可知，温度越高，Fe2＋氧化速率越快 D．氧化过程的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O B　[由图像可知，一定时间内，Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大，故A正确；由②和③可知，当温度相同而pH不同时，pH越大，Fe2＋的氧化速率越慢，故B错误；由①和③可知，当pH相同而温度不同时，温度越高，Fe2＋的氧化速率越快，故C正确；在酸性条件下，Fe2＋和氧气、氢离子反应生成Fe3＋和H2O，反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，故D正确。] 2．下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据。 实验 序号 金属 质量 /g 金属 状态 c(H2SO4) /(mol· L－1) V(H2SO4) /mL 溶液温度/℃ 金属 消失 的时 间/s 反应前 反应后 1 0.10 丝 0.5 50 20 34 500 2 0.10 粉末 0.5 50 20 35 50 3 0.10 丝 0.7 50 20 36 250 4 0.10 丝 0.8 50 20 35 200 5 0.10 粉末 0.8 50 20 36 25 6 0.10 丝 1.0