第6章热点强化课11 变量控制法探究影响化学反应速率的因素-【创新教程】2025年高考化学总复习大一轮课件PPT（鲁科多选版）

2024-09-13

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热点强化课11 变量控制法探究影响化学反应速率的因素第六章化学反应的方向、限度与速率下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）下一页上一页返回导航第六章化学反应的方向、限度与速率高考总复习化学（LK新教材）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，常用变量控制思想解决该类问题。体现了科学探究与证据推理的化学学科核心素养。 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] [例]　某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了如下实验探究。 (1)下表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据：用10 mL H2O2制取150 mL O2所需的时间 ①该小组在设计方案时，考虑了浓度、a：__________、b：____________等因素对过氧化氢分解速率的影响。 ②从上述影响H2O2分解速率的因素a和b中任选一个，说明该因素对该反应速率的影响： ________________________________________________________。 (2)将质量相同但颗粒大小不同的MnO2分别加入5 mL 5%的双氧水中，并用带火星的木条测试。测定结果如下：催化剂(MnO2) 操作情况观察结果反应完成所需的时间粉末状混合不振荡剧烈反应，带火星的木条复燃 3.5分钟块状反应较慢，火星红亮但木条未复燃 30分钟 ①写出H2O2发生反应的化学方程式： _________________________________________________________ ________________________________________________________。 ②实验结果说明催化剂作用的大小与____________________有关。解析：(1)①从本题提供的表格中的数据和条件进行分析可以得到在该小组设计方案时，考虑到了浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响。②分析(Ⅰ)、(Ⅱ)组实验可以得到在其他条件不变时，升高反应温度，H2O2分解速率加快；分析(Ⅱ)、(Ⅲ)组实验可以得到在其他条件不变时使用合适的催化剂，H2O2分解速率加快。 (2)②在实验中可以看到在其他条件不变时，MnO2的颗粒大小不同使带火星的木条看到的现象不同，反应完成需要的时间也不同。答案：(1)①温度　催化剂　②其他条件不变，升高反应温度，H2O2分解速率加快(或其他条件不变，使用合适的催化剂，H2O2分解速率加快等合理答案) (2)①2H2O2eq \o(=====,\s\up20(MnO2))2H2O＋O2↑　②催化剂的颗粒大小(或催化剂的表面积) [对点集训] 1．(2024·保定市一模)已知NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋2H2O＋N2↑的速率方程为v＝k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H＋)。为探究反应速率与c(NaNO2)的关系，进行如下实验：向锥形瓶中加入一定体积(V)的2.0 mol·L－1NaNO2溶液、2.0 mol·L－1NH4Cl溶液、1.0 mol·L－1醋酸和水，充分搅拌，保持体系温度为36 ℃，用秒表测量收集1.0 mL N2所需要的时间(t)，实验数据如下表。下列说法正确的是(　　) 实验 V/mL t/s NaNO2溶液 NH4Cl溶液醋酸水 1 4.0 V1 4.0 8.0 332 2 6.0 4.0 4.0 6.0 148 3 V2 4.0 4.0 4.0 83 4 12.0 4.0 4.0 V3 37 A.V1＝4.0；V3＝2.0 B．实验3用N2表示的反应平均速率v＝eq \f(1×10－3,83×22.4) mol·s－1 C．醋酸不参与反应，其浓度的大小对该反应速率无影响 D．速率方程中m＝2 解析：D　[A.为探究反应速率与c(NaNO2)的关系，NH4Cl浓度不变，根据数据2可知溶液总体积为20 mL，根据变量单一可知V1为4.0 mL，V2为8.0 mL，V3为0 mL，A错误；B.实验3，没有在标准状况下，不能用22.4 L/mol来计算物质的量，B错误；C.反应前后醋酸不变，所以醋酸是催化剂，醋酸的浓度也会影响反应速率，C错误；D.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eq \f(334,83)≈4，根据分析可知速率和浓度的平方成正比，故m＝2，D正确。] 2．(2024·四川邻水实验中学模拟)将5 mL 0.005 mol·L－1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 mol·L－1 KSCN溶液混合，达到平衡后呈红色。再将混合液分为5份，分别进行如下实验：实验①：滴加4滴水，振荡实验②：滴加4滴饱和FeCl3溶液，振荡实验③：滴加4滴1 mol·L－1KCl溶液，振荡实验④：滴加4滴1 mol·L－1KSCN溶液，振荡实验⑤：滴加4滴6 mol·L－1NaOH溶液，振荡下列说法不正确的是(　　) A．对比实验①和②，为了证明增加反应物浓度，平衡发生正向移动 B．对比实验①和③，为了证明增加生成物浓度，平衡发生逆向移动 C．对比实验①和④，为了证明增加反应物浓度，平衡发生正向移动 D．对比实验①和⑤，为了证明减少反应物浓度，平衡发生逆向移动解析：B　[A.实验②与①对比，只改变了Fe3＋浓度，故A说法正确；B.FeCl3溶液和KSCN溶液反应的本质是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，改变钾离子或氯离子的浓度对平衡没有影响，故B说法错误；C.实验④与①对比，只改变的反应物SCN－的浓度，故C说法正确；D.在原平衡体系中加入NaOH溶液，Fe3＋与之反应生成Fe(OH)3沉淀，溶液中Fe3＋的浓度减小，故D说法正确。] 3．(1)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素，有关数据如下表所示：序号纯锌粉 (g) 2.0 mol·L－1 硫酸溶液(mL) 温度(℃) 硫酸铜固体(g) 加入蒸馏水(mL) Ⅰ 2.0 50.0 25 0 0 Ⅱ 2.0 40.0 25 0 10.0 Ⅲ 2.0 50.0 25 0.2 0 Ⅳ 2.0 50.0 25 4.0 0 ①本实验待测数据可以是 ________________________________________________________，实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究____________对锌与稀硫酸反应速率的影响。 ②实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是 ________________________________________________________，写出有关反应的离子方程式 ________________________________________________________。 (2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：实验序号体积V/mL K2S2O8溶液水 KI溶液 Na2S2O3溶液淀粉溶液 ① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 ② 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 ③ 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0 表中Vx＝______mL，理由是_______________________________。解析：(1)实验Ⅰ和实验Ⅱ中，锌的质量和状态相同，硫酸的浓度不同，实验Ⅲ和实验Ⅳ中加入硫酸铜，Cu2＋的氧化性强于H＋，首先发生反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的铜附着在锌表面，在稀硫酸溶液中构成原电池，加快锌失电子。但是加入的硫酸铜过多，生成的铜会覆盖在锌表面，阻止锌与稀硫酸进一步反应，产生氢气的速率会减慢。①本实验待测数据可以是“反应结束所需要的时间”或“相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间”，实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。②实验Ⅲ和实验Ⅳ加入的硫酸铜的质量不同，可以探究加入硫酸铜的量与反应速率的关系。 (2)实验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应保证每组实验中其他物质的浓度相等，即溶液的总体积相等(即为20.0 mL)，从而可知Vx＝2.0 mL。答案：(1)①反应结束所需要的时间(或相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间)　硫酸浓度　②探究硫酸铜的量对反应速率的影响　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ (2)2.0　保证反应物K2S2O8浓度的改变，而其他物质浓度不变 $$

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