第2章 微专题(八) 控制变量探究影响化学反应速率的因素(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册（鲁科版2019）

掌握影响化学反应速率的因素，学会其分析方法，培养学生的“变化观念与平衡思想”“宏观辨识与微观探析”的核心素养，建立分析思维模型。 1．思维模型 2．解题步骤 1．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。 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 解析　探究温度和浓度对反应速率的影响的方法是控制变量法。②和③温度相同，应该是探究浓度对速率的影响，表中KIO3酸性溶液体积相同，可知改变的是亚硫酸钠的浓度，为达到溶液体积相同，5＋V2＋35＝5＋5＋40，得V2＝10，①和③温度不同，应该是探究温度对速率的影响，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和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。 答案　D 2．下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据： 分析上述数据，回答下列问题： (1)实验4和5表明________对反应速率有影响，________，反应速率越快，能表明同一规律的实验还有________(填实验序号)。 (2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验序号是________(填一组即可)。 (3)本实验中影响反应速率的其他因素还有________，能表明此规律的实验序号是________。 (4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近，推测其原因：__________________________________________________________________________。 解析　(1)4、5不同之处是金属的表面积，粉末状的金属消失得快，说明其反应速率快，其中1、2也可以说明这一点。(2)仅表明反应的浓度对反应速率产生影响的实验，其他条件应完全相同，则为1、3、4、6、8中任意两种组合或2、5。(3)从表中可以看出，反应前的溶液温度不同，其他条件都相同的是6、7。(4)在所有反应中，该金属的质量和硫酸溶液的体积均相等，且H2SO4过量，则产生热量相等，故溶液温度变化值相近。 答案　(1)固体反应物的表面积　表面积越大　1和2 (2)3和4(或1、3、4、6、8中任意两种组合或2、5) (3)反应前的溶液温度　6和7 (4)一定量的该金属与足量的稀硫酸反应放出的热量相同 3．(2023·江苏仪征中学高一检测)Ⅰ.某同学在实验室进行了化学反应速率影响因素的实验探究。 (1)研究催化剂对化学反应速率的影响，实验步骤如下： 步骤1：向3支大小相同的试管a、b、c中各加入相同体积(2 mL)5%H2O2溶液。 步骤2：向试管a中加入少量MnO2粉末，向试管b中滴加1～2滴1 mol·L－1FeCl3溶液。 得出实验结论：MnO2与FeCl3均能作为加快H2O2分解速率的催化剂，且前者的催化效率高得多。 ①步骤1中分别向3支试管中加入相同体积溶液的目的是________。 ②设计试管c的目的是________________________________________________。 ③若在必须使用催化剂的情况下，继续用上述实验药品研究温度对H2O2分解速率的影响，为了便于观察，选择的催化剂是___________________________________________。 (2)另一位同学利用下列实验用品，也进行了化学反应速率影响因素的探究。 实验仪器：试管、烧杯、量筒、天平、酒精灯、秒表 实验药品：铝片、铝粉、0.5 mol·L－1盐酸、5 mol·L－1盐酸 ①利用所提供实验用品，可研究的化学反应速率的影响因素有_______________________ _________________________________________________。 ②若要研究温度对化学反应速率的影响，还需用到的主要仪器是________。 Ⅱ.某反应在容积为5 L的密闭容器中进行，0～3 min各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。 (1)该反应的化学方程式为__________________________________________________。 (2)反应开始至2 min时，B的平均反应速率为__________________。 (3)在密闭容器里，通入a mol A(g)、b mol B(g)、c mol C(g)，发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是________(填字母)。 A．降低温度　　　　　　 B．加入催化剂 C．增大容器容积 D．减小容器容积 解析　Ⅰ.(1)①步骤1中分别向3支试管中加入相同体积溶液的目的是控制变量，从而得出正确结论。②只有对照实验，才能确定影响因素及其对反应的影响，所以设计试管c的目的是进行空白对照实验。③相同条件下，二氧化锰对双氧水的催化能力较强，反应速率较大，不利于观察反应速率的变化，氯化铁作催化剂时反应速率适中，便于观察速率变化，所以选1 mol·L－1FeCl3溶液。 (2)①根据提供的药品知，盐酸的浓度不同、铝的表面积不同，所以可研究的化学反应速率的影响因素是盐酸的浓度和固体反应物的表面积。 ②研究温度对反应速率的影响，要在其他条件相同，只有温度不同时才能得出正确结论，所以缺少测量温度的仪器是温度计。 Ⅱ.(1)由图像可以看出，A、B的物质的量逐渐减小，则A、B为反应物，C的物质的量逐渐增多，所以C为生成物，当反应到达2 min时，Δn(A)＝2 mol，Δn(B)＝1 mol，Δn(C)＝2 mol，化学反应中，各物质物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝2∶1∶2，所以反应的化学方程式为2A＋B2C。 (2)由图像可以看出，反应开始至2 min时，Δn(B)＝1 mol，B的平均反应速率为＝0.1 mol·L－1·min－1。 (3)降低温度，反应速率减慢，故A正确；加入催化剂，能加快反应速率，故B错误；增大容器容积，反应物浓度减小，反应速率减慢，故C正确；减小容器容积，反应物浓度增大，反应速率加快，故D错误。 答案　Ⅰ.(1)①控制变量　②进行空白对照实验　③1 mol·L－1FeCl3溶液 (2)①固体反应物表面积、盐酸的浓度　②温度计 Ⅱ.(1)2A＋B2C　0.1 mol·L－1·min－1　(3)AC 学科网（北京）股份有限公司 $$