专题03 运用变量控制法的实验探究（重难点训练）化学鲁科版必修第二册

专题03 运用变量控制法的实验探究 建议时间：25分钟 突破一 化学反应条件的优化选择 1．下列各组反应(表中物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最大的是 选项 金属(粉末状) 酸的浓度 体积 反应温度 A 0.1molMg 3mol·L-1硫酸 10mL 70℃ B 0.1molMg 3mol·L-1盐酸 10mL 70℃ C 0.1molFe 3mol·L-1盐酸 10mL 60℃ D 0.1molMg 3mol·L-1硫酸 10mL 60℃ 【答案】A 【解析】温度越高速率越快，Fe不如Mg活泼，排除C、D项；其他两项中只比较c(H＋)即可，显然3 mol·L-1盐酸中c(H＋)小于3 mol·L-1硫酸中c(H＋)，因此A项放出H2的速率最大，故选A。 2．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法一定不正确的是 组别 对应曲线 c(HCl)/ (mol·L－1) 反应温度/℃ 铁的状态 1 a 30 粉末状 2 b 30 粉末状 3 c 2.5 块状 4 d 2.5 30 块状 A.第4组实验的反应速率最慢 B．第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol·L－1 C．第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L－1 D．第3组实验的反应温度低于30 ℃ 【答案】D 【解析】由图像可知，1、2、3、4四组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第4组实验反应所用时间最长，故反应速率最慢，A正确；第1组实验反应所用时间最短，故反应速率最快，根据变量控制法原则知盐酸浓度应大于2.5 mol·L－1，B正确；第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据变量控制法原则知盐酸的浓度应等于2.5 mol·L－1，C正确；由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30 ℃，D错误。 3．下列四支试管中，分别盛有等量的锌、酸溶液，其中生成的反应速率最快的是 试管 酸及浓度 温度 锌的状态 ① 溶液 20℃ 粉末状 ② 溶液 40℃ 粉末状 ③ 溶液 40℃ 大块状 ④ 溶液 40℃ 粉末状 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】B 【解析】A．①④试管中所用酸溶液中c(H+)相等，锌都是粉末状，④的温度高于①，其他条件相同时，升高温度化学反应速率加快，则④中生成H2的反应速率比①的快，A不符合题意；B．②中温度、c(H+)、反应物的接触面积均较大，生成H2的反应速率最快，B符合题意；C．③④试管中所用酸溶液中c(H+)相等，反应温度都是40℃，④中锌为粉末状，③中锌为大块状，④中锌与酸的接触面积比③中大，其他条件相同时，增大反应物的接触面积反应速率加快，则④中生成H2的反应速率比③的快，C不符合题意；D．②④中温度相同，锌都是粉末状，②中所用酸溶液中c(H+)更大，则②生成H2的反应速率比④快，D不符合题意；故答案选B。 突破二 “控制变量法”探究化学反应速率的影响因素 4．用溶液和溶液探究催化剂和浓度对化学反应速率的影响。 实验编号 溶液的体积 的体积 溶液/滴 ⅰ 2 0 0 ⅱ 2 0 2 ⅲ 1 1 2 下列分析不正确的是 A．通过观察产生气泡的快慢，比较反应速率的大小 B．对比ⅰ和ⅱ，可研究催化剂对分解速率的影响 C．对比ⅱ和ⅲ，可研究对分解速率的影响 D．实验ⅲ加入试剂的顺序是溶液、溶液、水 【答案】D 【解析】A．该反应为过氧化氢的分解反应，通过观察产生气泡的快慢，可以比较反应速率的大小，A正确；B．对比ⅰ和ⅱ，只有催化剂不同，其他条件相同，可以研究催化剂对分解速率的影响，B正确；C．对比ⅱ和ⅲ，只有过氧化氢的浓度不同，其他条件相同，可研究对分解速率的影响，C正确；D．实验ⅲ加入试剂的顺序是溶液、水、溶液，D错误；答案选D。 5．下列各组反应(表中物质均为反应物)刚开始时，放出速率最快的是 选项 金属(粉末状) 酸的浓度及体积 A ， 硫酸 B ， 硝酸 C ， 硫酸 D ， 盐酸 【答案】A 【解析】决定反应速率的因素是物质本身的性质，则金属的金属性越强，其反应速率越快，金属性Mg＞Zn＞Fe，硝酸和浓硫酸与金属反应得不到氢气，即选项BC中不能产生氢气，A中金属性强于选项D中，且溶液中氢离子浓度和温度均是相同的，所以反应速率最快的是A。故答案选A。 6．鲜榨苹果汁在空气中放置一段时间颜色会变深，其实质是苹果中的多酚在多酚氧化酶的催化下被氧气氧化生成醌类物质。设计实验探究影响苹果汁被氧化的条件， 实验记录如下表： 实验组别 实验步骤 温度 实验现象 ① 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中，再加入半片维生素C片 常温 较长时间不变色 ② 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中，再加入少量食盐 常温 较长时间不变色 ③ 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中 常温 慢慢变色 ④ 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中，加热 60℃ 很快变色 (查阅资料可知：①维生素C有较强的还原性；②多酚氧化酶是一种蛋白质) 根据上述实验记录，下列说法错误的是 A．通过①②③组实验对比可知，维生素C和食盐均可减缓苹果汁被氧化的速率 B．通过②③组实验对比可知，②中的多酚氧化酶在食盐作用下发生了变性 C．通过③④组实验对比可知，升高温度会加快苹果汁被氧化的速率 D．可以采取在苹果汁中加入柠檬汁的方法来减缓苹果汁被氧化的速率 【答案】B 【解析】A．①③组实验对比变量为维生素C，②③组实验对比变量为食盐,对比可知，维生素C和食盐均可减缓苹果汁被氧化的速率，A正确；B．②③组实验变量为食盐，食盐不是重金属盐，不会使多酚氧化酶在食盐作用下发生变性，B错误； C．通过③④组实验变量为温度，对比可知，升高温度会加快苹果汁被氧化的速率，C正确；D．柠檬汁富含维生素C，则可以采取在苹果汁中加入柠檬汁的方法来减缓苹果汁被氧化的速率，D正确；故选B。 7．研究化学反应速率和限度对促进生产具有重要的意义。回答下列问题： （1）利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为和，在密闭容器中充入一定量的NO和CO，发生反应的化学方程式为。下列不能说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。 a．CO的浓度不再改变 b．容器中混合气体的质量保持不变 c．NO、CO、、的浓度之比为2∶2∶2∶1 d．相同时间内，反应消耗2 mol NO同时消耗1 mol （2）将空气中久置的2.7 g铝片投入盛有500 mL 0.5 mol⋅L硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的坐标曲线来表示： ①曲线由O~a段不产生氢气的原因是 。 ②曲线由b~c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是 。 ③下列措施能提高氢气的反应速率的是 (填字母)。 A．降低温度 B．向溶液中加入铁粉 C．加入饱和氯化钠溶液 D．将0.5 mol⋅L硫酸换为0.1 mol⋅L硫酸 E．加入少量硫酸铜溶液 （3）某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，某同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。 混合溶液 A B C D E F 4 mol·L溶液/mL 30 30 30 30 饱和溶液/mL 0 0.5 2.5 5 10 20 /mL 17.5 10 0 ①完成此实验设计，其中： mL。 ②反应速率最慢的是 (填A~E组混合溶液字母)。 ③该同学最后得出的结论为：当加入少量溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的溶液超过一定量时，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： 。 【答案】（1）bc （2）硫酸先和铝片表面的氧化铝反应 铝和硫酸的反应是放热反应，放出热量使溶液温度升高，升高温度有利于增大化学反应速率 BE （3） 15 A 当加入溶液超过一定量时，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，减小了Zn与稀硫酸的接触面积，生成的速率会下降 【解析】（1）a．CO的浓度不再改变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，a不选； b．该反应中反应物和生成物都是气体，反应过程中混合气体的总质量是定值，当容器中混合气体的质量保持不变时，不能说明反应达到平衡，b选；c．NO、CO、CO2、N2的浓度之比为2∶2∶2∶1，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，c选；d．相同时间内，反应消耗2 mol NO同时消耗1 mol N2，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，d不选；故选bc。 （2）①曲线由0→a段不产生氢气的原因是：铝片表面有氧化铝，盐酸首先和与表面的氧化铝反应； ②曲线由b~c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是：铝和硫酸的反应是放热反应，放出热量使溶液温度升高，升高温度有利于增大化学反应速率；③A．降低温度，反应速率减慢，A不选；B．向溶液中加入铁粉，反应速率加快，原因是铝、铁和稀硫酸形成了原电池，且不与铝片接触的铁粉也硫酸反应也能产生氢气，接触面积大、可以加快氢气的反应速率，B选；C．加入饱和氯化钠溶液，NaCl不参与反应，相等于稀释了溶液，氢离子浓度减小，反应速率减慢，C不选；D．将0.5 mol⋅L硫酸换为0.1 mol⋅L硫酸，氢离子浓度减小，反应速率减慢，D不选；E．加入少量硫酸铜溶液，Al置换出Cu附着在表面形成原电池，反应速率加快，E选；故选BE。 （3）①为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，则只有硫酸铜的量不同，其他物质的量必须相同，即每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积相同。D组中溶液的总量应与F组相同，F组中溶液总量为50mL，所以50mL-5mL-30mL=15mL； ②加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率，A组实验中没有加入硫酸铜溶液，反应速率最慢； ③当加入的溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降，主要原因为：当加入溶液超过一定量时，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，减小了Zn与稀硫酸的接触面积，生成的速率会下降。 突破三 “控制变量法”在生产中的应用 8．为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是 【答案】D 【解析】探究温度对化学反应速率的影响，要求在催化剂相同，H2O2浓度相同，而温度不同的条件下做对比实验，通过产生气泡的快慢来体现温度对化学反应速率的影响，D选项符合要求。 9．下列探究影响化学反应速率的因素的实验设计不合理的是 选项 影响因素 实验设计 A 温度 在两支大小相同的试管中均加入 溶液，待试管中有适量气泡出现时，将两支试管分别浸入冷水和热水中，观察现象 B 浓度 常温下，将形状相同的铁片分别加入盛有 和 硫酸的大小相同的试管中，观察现象 C 催化剂(Fe3+) 相同温度下，在两支大小相同的试管中均加入 溶液，待试管中有适量气泡出现时，向其中一支试管中加入 溶液，另一支试管不加任何试剂，观察现象 D 固体表面积 相同温度下，在两支大小相同的试管中均加入 盐酸，再分别加入质量相同但颗粒不同的大理石碎块，观察现象 【答案】C 【解析】A．探究温度影响化学反应速率的因素实验需要注意控制变量，在两支大小相同的试管中均加入 溶液，待试管中有适量气泡出现时，将两支试管分别浸入冷水和热水中，观察现象，实验设计合理，A不符合题意；B．探究浓度影响化学反应速率的因素实验需要注意控制变量，常温下，将形状相同的铁片分别加入盛有 和 硫酸的大小相同的试管中，观察现象，实验设计合理，B不符合题意；C．探究催化剂(Fe3+)影响化学反应速率的因素实验需要注意控制变量，该实验中只有一支试管中加入 的 溶液，另一支试管不加任何试剂，则溶液体积会不同，因此实验设计不合理，C符合题意；D．探究固体表面积影响化学反应速率的因素实验需要注意控制变量，常相同温度下，在两支大小相同的试管中均加入 盐酸，再分别加入质量相同但颗粒不同的大理石碎块，观察现象，实验设计合理，D不符合题意；故选C。 10．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。按照如下方案完成实验。 反应物 催化剂 温度 ① 10 mL 10% H2O2溶液 无 25 ℃ ② 10 mL 20% H2O2溶液 无 25 ℃ ③ 10 mL 20% H2O2溶液 无 40 ℃ ④ 10 mL 20% H2O2溶液 1～2滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液 40 ℃ 通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图所示。 回答下列问题： （1）代表实验①的图示是_______________________________。 （2）对比实验③和④的目的是________________。 （3）通过上面对比实验，所得出的实验结论是_________________________________。 【答案】（1）Ⅳ　（2）研究催化剂对反应速率的影响 （3）其他条件不变，增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂，化学反应速率加快 【解析】（1）反应温度越高，使用合适的催化剂，反应物浓度越大，反应速率越快，实验①中双氧水浓度最小，没有使用催化剂，温度为25 ℃，则在实验①～④中反应速率最小，图中斜率越大，反应速率越快，则代表实验①的为Ⅳ。（2）实验③、④中，反应物浓度、反应温度相同，而实验④中使用了催化剂，所以对比实验③和④的目的是研究催化剂对反应速率的影响。（3）根据实验①、②可知，增大反应物浓度，反应速率加快；根据实验②、③可知，升高反应温度，反应速率加快；根据实验③、④可知，使用合适的催化剂，反应速率加快，通过对比实验，得出的实验结论是其他条件不变，增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂，化学反应速率加快。 10．某小组以H2O2分解为例，探究外界条件对反应速率的影响。在常温下按照如表所示的方案完成实验。 实验编号 反应物 催化剂 ① 10mL2%H2O2溶液 1mL0.1mol•L﹣1FeCl3溶液 ② 10mL5%H2O2溶液 1mL0.1mol•L﹣1FeCl3溶液 ③ 10mL5%H2O2溶液+1mLH2O 1mL0.1mol•L﹣1FeCl3溶液 ④ 10mL5%H2O2溶液+1mL浓HCl溶液 1mL0.1mol•L﹣1FeCl3溶液 ⑤ 10mL5%H2O2溶液+1mL浓NaOH溶液 1mL0.1mol•L﹣1FeCl3溶液 ⑥ 10mL5%H2O2溶液+1mLH2O 0.1g块状MnO2 ⑦ 10mL5%H2O2溶液+1mLH2O 0.1g粉末状MnO2 （1）实验①和②的目的是_____。但在进行实验时，若不使用催化剂则无明显现象，从而无法得出结论，其可能原因是_____。 （2）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化关系如图1所示。分析该图能够得出的实验结论是_____。 （3）实验⑥、⑦中，测得实验⑦生成氧气的速率明显比实验⑥快，结果表明，催化剂的催化效果与_____有关 （4）实验②中发生反应的化学方程式为_____。实验过程中放出气体的体积(标准状况)和时间的关系如图2所示。解释反应速率逐步变慢的原因_____。 【答案】（1） 探究浓度对反应速率的影响 通常条件下H2O2稳定，不易分解 （2）碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率 （3）催化剂接触面积 （4）2H2O22H2O+O2↑ 随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢 【解析】（1）实验①和②的浓度不同，则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响；但在进行实验时，若不使用催化剂则无明显现象，从而无法得出结论，其可能原因是通常条件下H2O2稳定，不易分解，故答案为：探究浓度对反应速率的影响；通常条件下H2O2稳定，不易分解；（2）实验③、④、⑤中不同的是溶液的酸碱性，由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，结合实验方案可知，碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率，故答案为：碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率；（3）因在其他条件相同时，粉末状二氧化锰比块状二氧化锰反应所需时间短，说明催化剂接触面积对反应速率有影响，故答案为：催化剂接触面积；（4）H2O2在催化剂作用下发生反应的化学反应方程式为：2H2O22H2O+O2↑，浓度越大，反应速率越大，反之越小，随着反应进行，反应物的浓度逐渐减小，则速率逐渐减小，故答案为：2H2O22H2O+O2↑；随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢。 建议时间：20分钟 1．下列各组反应(表中物质均为反应物)中，反应刚开始时放出H2速率最大的是 选项 金属(粉末状)/mol 体积/mL 酸浓度/mol•L-1 酸 反应温度/℃ A Mg 0.1 10 3 H2SO4 60 B Mg 0.1 10 3 HCl 60 C Fe 0.1 10 3 HCl 60 D Mg 0.1 10 6 HNO3 60 【答案】A 【解析】硝酸具有强氧化性，金属与硝酸反应不能放出氢气；Mg的活泼性大于Fe，Mg与同浓度酸反应放出氢气的速率大于Fe；3mol/L的硫酸中氢离子浓度大于3mol/L的盐酸，氢离子浓度越大反应速率越快，总上所述，刚开始时放出H2速率最大的是A，故选A。 2．为了探究温度和浓度对化学反应速率的影响，某同学进行如下实验，并用秒表记录溶液褪色时间(溶液混合引起的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是 实验 序号 反应温度/℃ 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O 褪色时间/s V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL Ⅰ 20 10 0.001 10 0.10 0 t1 Ⅱ 20 10 0.001 5 0.10 V1 t2 Ⅲ 40 10 0.001 10 0.10 V2 t3 A．V1=5，V2=0 B．实验Ⅲ中，0~t3 s内的平均反应速率 C．实验Ⅰ和实验Ⅲ可探究温度对化学反应速率的影响 D．反应的离子方程式为 【答案】B 【解析】A．根据对比实验的单一变量原则，溶液总体积为20mL，V1=20-10-5=5，V2=0，故A正确；B．实验Ⅲ中，0~t3 s内的平均反应速率，故B错误；C．实验Ⅰ和实验Ⅲ的反应温度不同，其他条件相同，可探究温度对化学反应速率的影响，故C正确；D．结合反应原理，高锰酸钾和草酸发生氧化还原反应生成锰离子、二氧化碳和水，反应的离子方程式为，故D正确；故选B。 3．将一定物质的量的置于的恒容密闭容器中，只发生反应，在其他条件相同时，反应物的物质的量n随反应时间t的变化情况如表所示： 0 10 20 30 40 50 60 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50 1.2 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20 根据表中数据，下列说法正确的是 A．在实验1中，反应在内 B．根据实验1和实验2，可知反应恰好达到平衡状态的时间相同 C．根据实验2和实验3，可以说明浓度对反应速率的影响趋势 D．根据实验1和实验3，可得出温度越高，的分解率越大 【答案】D 【解析】A．实验1中，反应在10～20min内，v(HI)= ，故A错误；B．在实验1和实验2中，40min后HI(g)的物质的量不再变化，说明40min后反应处于平衡状态，但不能说明40min时反应恰好达到平衡状态，故B错误；C．实验2和实验3的反应温度不同，且HI(g)的起始物质的量不同，则无法说明浓度对反应速率的影响趋势，故C错误；D．比较实验1和实验3，开始时加入的n(HI)相同，反应温度不同，平衡时实验3中HI(g)的物质的量少，说明温度越高，HI的分解率越大，故D正确；故选D。 4．为了研究一定浓度(可氧化成)的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，某化学学习小组对此进行实验探究，实验结果如图所示。下列说法错误的是 A．溶液的pH越小，的氧化率越大 B．温度越高，的氧化率越大 C．的氧化率只与溶液的pH和温度有关 D．实验说明降低溶液的pH、升高温度均有利于提高的氧化率 【答案】C 【解析】A．由②③可知，温度相同时溶液的pH越小，的氧化率越大，A正确；B．由①②可知，溶液的pH相同时，温度越高，的氧化率越大，B正确；C．的氧化率除受溶液的pH、温度的影响外，还受其他因素的影响，如浓度等，C错误；D．根据A、B选项可知，实验说明降低溶液的pH、升高温度均有利于提高的氧化率，D正确；故选C。 4．由下列生产或实验事实得出的相应结论不正确的是 事实 结论 A 其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，升高溶液的温度，析出硫沉淀所需时间缩短 当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快 B 工业制硫酸中，在SO3的吸收阶段，吸收塔里要装填瓷环 增大气液接触面积，使SO3的吸收速率增大 C 在容积可变的密闭容器中发生反应：2NH3(g) N2H4(l)＋H2(g)，把容积的体积缩小一半 正反应速率加快，逆反应速率减慢 D 向A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入2～3滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快 当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率 【答案】C 【解析】A．其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，升高溶液的温度，析出硫沉淀所需时间缩短，时间越短出现浑浊，说明反应速率越快，能够得出当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快的结论，A不合题意；B．工业制硫酸中，在SO3的吸收阶段，吸收塔里要装填瓷环，可以增大气液接触面积，使SO3的吸收速率增大，B不合题意；C．压缩容器体积，反应物、生成物的浓度均增加，正、逆反应速率均加快，C符合题意；D．向A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入2～3滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快，产生气泡越快说明反应越快，故能得出当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率，D不合题意；故答案为：C。 5．某小组同学设计实验探究镁与铵盐溶液的反应，记录如下： 实验编号 ① ② ③ ④ 溶液种类 1 0.5 0.1 0.48 0.48 0.48 0.48 V(溶液) 100 100 100 100 实验现象 有气体产生，并产生白色沉淀 有气体产生，并产生白色沉淀 有气体产生，并产生白色沉淀 几乎看不到现象 6h时 433 255 347 12 根据上述实验所得结论正确的是 A．实验②中发生的反应为 B．由实验①、③可得，溶液中越大，反应速率越快 C．由实验①、②可得，溶液中阴离子的种类对产生的速率有影响 D．由实验①~④可得，溶液的越小，产生的速率越快 【答案】C 【解析】A．离子方程式电荷不守恒，A错误；B．实验①、③，Cl-浓度不同，无法得出越大，反应速率越快的结论，B错误；C．实验①、②，溶液中浓度相同，故阴离子种类对产生的速率有影响，C正确；D．实验②0.5溶液pH<实验③0.1溶液，但是产生氢气的速率更慢，D错误；故选C。 6．调控化学反应速率对日常生活和工农业生产都具有非常重要的意义，请回答一下问题。 （1）下列措施主要是通过影响浓度减缓化学反应速率的是 。 A．茶叶使用真空包装          B．用铁矿石炼铁的过程中将矿石粉碎 C．低温保存疫苗              D．氨在催化剂的作用下被氧化成 E．用锌粒代替镁粉制备氢气    F．工业上利用与反应制备时鼓入稍过量的空气 G．向食品袋中加入脱氧剂 （2）某同学探究与稀反应的速率影响因素时，设计了如下系列实验： 反应温度/℃ 溶液 稀 变浑浊时间 Ⅰ 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 Ⅱ 40 10.0 0.10 0.50 0 a Ⅲ 20 0.10 5.0 0.50 c ①发生反应的离子方程式为 。 ②实验Ⅰ、Ⅱ可探究温度对反应速率的影响，因此 。 ③实验Ⅰ、Ⅲ可探究 对反应速率的影响，因此 ， ；a c(填“大于”、“小于”或“等于”)。 ④实验Ⅲ中加入水的目的是 。 【答案】（1）AG （2） 10.0 浓度 10.0 5 小于 遵循单一变量原则，保证溶液总体积为20mL 【解析】（1）A．茶叶使用真空包装，氧气浓度减小，茶叶变质速率变慢，是通过改变浓度来减缓化学反应速率的，故A正确；B．用铁矿石炼铁的过程中将矿石粉碎，是通过改变反应物接触面积来加快化学反应速率的，故B错误；C．低温保存疫苗，是通过降低温度来减缓化学反应速率的，故C错误；D．氨在催化剂的作用下被氧化成NO，是通过使用催化剂来加快化学反应速率的，故D错误；E．用锌粒代替镁粉制备氢气，是通过改变反应物接触面积来减慢化学反应速率的，故E错误；F．工业上利用与反应制备时鼓入稍过量的空气，是通过改变浓度来加快化学反应速率的，故F错误；G．向食品袋中加入脱氧剂，降低氧气浓度，是通过改变浓度来减缓化学反应速率的，故G正确；故选AG； （2）①溶液在酸性条件下发生歧化反应，离子方程式为； ②分析实验Ⅰ、Ⅱ可知，探究温度对反应速率的影响，其他条件应相同，故10.0； ③分析实验Ⅰ、Ⅲ可知，硫酸所用体积不同，故其他条件应该相同，故实验Ⅰ、Ⅲ可探究浓度对反应速率的影响，满足除硫酸的用量不同，但所用溶液的总体积相等，因此10.0，5.0；浓度越大，温度越高，反应速率越快，变浑浊时间越短，则a＜c； ④设计该实验的基本原理为控制单一变量，实验Ⅲ中加入水的目的是保证溶液总体积为20mL。 7．某同学利用铁与硫酸的反应，探究影响反应速率的因素(实验所用铁的质量相等且铁块的形状相同，硫酸均过量)，实验设计如表，回答下列问题： 实验编号 硫酸浓度/() 硫酸体积/mL 铁的状态 温度/K 1 1.00 40 块状 293 2 2.00 40 块状 293 3 2.00 40 粉末 293 4 2.00 40 块状 313 （1）若四组实验均以收集到448mL(折算为标准状况下)氢气为标准，则上述实验中还需要测定的数据是 。 （2）实验1和2是探究 对该反应速率的影响；实验 和 是探究温度对该反应速率的影响。 （3）根据实验测得的在不同时间t产生氢气体积V的数据，绘制得到图甲，则曲线c对应的实验组别是 。根据实验数据，该同学发现对于每一组实验，产生氢气的速率v随时间t变化情况如图乙所示，其中速率变化的主要原因是 。 （4）实验4如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不影响产生氢气的量，你认为下列措施可行的是 (填序号)。 A．加蒸馏水  B．减小压强  C．加入  D．加固体  E．加入氯化钠溶液 （5）进行实验3时，若将稀硫酸改为40mL 4.0mol/L盐酸(其他条件不变)，发现盐酸中放出气泡的速率明显比硫酸快。你认为可能的原因是 (忽略温度对反应速率的影响)。 （6）铁与硫酸的反应制取氢气的实验中，发现加入少量溶液时，生成氢气的速率会大大提高，请分析主要原因： 。 【答案】（1）收集448mL氢气所需的时间 （2） 硫酸浓度 2 4 （3） 2 铁与硫酸反应放热，温度升高使反应速率加快 （4）ACE （5）加快反应速率 （6）铁把硫酸铜溶液中的铜离子置换出来，形成铁铜原电池，加快了氢气产生的速率 【解析】（1）根据反应速率的定义，若四组实验均以收集到448mL(折算为标准状况下)氢气为标准，则上述实验中还需要测定的数据是收集448mL氢气所需的时间。（2）实验1和2的变量是硫酸浓度，探究硫酸浓度对该反应速率的影响；实验2和4只有温度不同，实验2和4探究温度对该反应速率的影响。 （3）温度越高，反应速率越快，产生相同体积的氢气所需时间越短；温度、硫酸浓度相同时，粉末状铁与硫酸的接触面积大，反应速率更快；实验1和2温度低，碳酸钙均为块状，所以反应速率较慢，实验2硫酸浓度大于实验1，所以实验2的速率大于实验1，则曲线c对应的实验组别是2；铁与硫酸的反应为放热反应，放出的热量使溶液的温度升高，因此t1～t2反应速率增大。（4）A．加蒸馏水，硫酸浓度降低，反应速率减慢，并且不影响产生氢气的量，故选A；B．反应物是铁和氢离子，减小压强，浓度不变，反应速率不变，故不选B；  C．加入，醋酸根离子和氢离子反应生成醋酸，氢离子浓度降低，反应速率减慢，并且不影响产生氢气的量，故选C；  D．加固体，铁和硫酸铜反应生成铜，构成原电池，反应速率加快，与硫酸反应的铁质量减少，生成氢气的质量减小，故不选D；E．加入氯化钠溶液，硫酸被稀释，氢离子浓度降低，反应速率减慢，不影响生成氢气的量，故选E；选ACE。 （5）进行实验3时，若将稀硫酸改为40mL 4.0mol/L盐酸(其他条件不变)，氢离子浓度相同，盐酸中放出气泡的速率明显比硫酸快，可能的原因是加快反应速率。 （6）铁与硫酸的反应制取氢气的实验中，加入少量溶液时，铁把硫酸铜溶液中的铜离子置换出来，形成铁铜原电池，加快了氢气产生的速率。 8．某化学兴趣小组利用实验探究物质的性质和变化。 I.甲同学为了探究影响化学反应速率的因素，做了以下实验。用三支试管各取5.0mL、0.01mol•L-1的酸性KMnO4溶液，再分别滴入0.1mol•L-1H2C2O4溶液，实验报告如表。 实验编号 0.01mol•L-1酸性KMnO4溶液 0.1mol•L-1H2C2O4溶液 水 反应温度/℃ 溶液颜色褪至无色所需时间/s 1 5.0mL 5.0mL 0 20 125 2 5.0mL 4.0mL V1 20 320 3 V2 5.0mL 0 50 30 分析实验设计方案和表格中的数据，完成下面的问题： （1）实验1、3研究的是 对反应速率的影响。 （2）表中V1= mL。 （3）实验3用KMnO4表示的反应速率为 mol•L-1•min-1。 （4）研究发现KMnO4溶液的酸化程度对反应的速率也有较大影响，用不同浓度的硫酸进行酸化，其余条件均相同时，测得反应溶液的透光率(溶液颜色越浅，透光率越高)随时间变化如图所示，由此得出的结论是 。 Ⅱ.利用如图装置(加热及夹持装置已略)可验证元素非金属性的强弱。 （5）乙同学欲验证非金属性N＞C＞Si，在B中加大理石，C中加入硅酸钠溶液，观察到C中有白色胶状沉淀产生。 ①装置A中药品是 (写化学式)。 ②丙同学认为不能证明得电子能力C＞Si，理由是 ，经改进后，C中反应的化学方程式为 。 （6）丁同学欲验证非金属性Cl＞Si，在A中加入浓盐酸，B中加入二氧化锰，C中加入硫化钠溶液。 ①C中现象是 。 ②该实验不足之处是 。 【答案】（1）温度 （2）1.0 （3）0.01 （4）硫酸溶液的浓度越大，化学反应速率越快 （5） HNO3 硝酸是挥发性酸，挥发出的硝酸蒸气也能与硅酸钠反应，从而干扰碳酸与硅酸钠的实验 Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3 （6）产生淡黄色沉淀 无尾气处理装置 【解析】探究外界条件对化学反应速率的影响时，只能改变一个变量，即H2C2O4溶液体积改变最终导致其浓度发生改变时，温度、KMnO4的浓度应保持不变；若改变温度，则两种反应物的浓度都应保持不变。（1）实验1、3中，反应的温度不同，则反应物的浓度应相同，研究的是温度对反应速率的影响。（2）实验1、2的温度相同，而H2C2O4溶液的体积不同，则混合溶液中KMnO4溶液的浓度应相同，溶液的总体积相同，所以表中V1=1mL。（3）实验1、3是探究温度对化学反应速率的影响，反应物的浓度、体积应相同，所以V2=5mL。实验3用KMnO4表示的反应速率为=0.01mol•L-1•min-1。（4）从图中可以看出，硫酸溶液的浓度越大，达到相同透光率所需的时间越短，表明反应速率越快。由此得出的结论是：硫酸溶液的浓度越大，化学反应速率越快。（5）①利用“最高价含氧酸的酸性越强，元素的非金属性越强”的元素周期律，装置A中药品应为N元素的最高价含氧酸，即是HNO3。②硝酸是挥发性酸，挥发出的硝酸能与硅酸钠反应生成硅酸，干扰碳酸与硅酸的酸性比较，所以丙同学认为不能证明得电子能力C＞Si，理由是：硝酸是挥发性酸，挥发出的硝酸蒸气也能与硅酸钠反应，从而干扰碳酸与硅酸钠的实验。经改进后，C中反应的化学方程式为：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3。（6）①浓盐酸与二氧化锰反应生成Cl2，Cl2与Na2S发生置换反应生成S等，C中现象是：产生淡黄色沉淀。②Cl2是大气污染物，需进行尾气处理，则该实验不足之处是：无尾气处理装置。 9．某课外兴趣小组实验探究影响化学反应速率的因素。 （1）硫代硫酸钠()俗称大苏打、海波，广泛应用于照相定影等领域.乙同学利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计了如下系列实验： 实验序号 反应温度/℃ 溶液 稀硫酸 V/mL V/mL V/mL 1 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 40 0.10 0.50 3 20 0.10 4.0 0.50 ①从物质类别的角度分析，硫代硫酸钠()属于 (填字母)。 A．盐　　　B．碱　　　C．酸　　　D．氧化物 ②已知硫代硫酸钠与硫酸反应有刺激性气味气体和黄色沉淀产生，请写出相应的化学反应方程式： 。 ③该实验1和2可探究 对反应速率的影响，因此是 .实验1和实验3可探究硫酸浓度对反应速率的影响，因此 。 （2）为更精确地探究浓度对反应速率的影响，小组同学利用压强传感器等数字化实验设备，探究镁与不同浓度硫酸的反应速率，两组实验所用药品如下，实验结果如图所示。 实验序号 镁条的质量/g 硫酸 浓度 体积/mL I 0.01 1.0 2 II 0.01 0.5 2 ①实验I对应图中曲线 (填字母)；图中曲线上的斜率越大，说明反应速率越 (填“快”“慢”或“无法确定”)。 ②分析实验II对应曲线可知，反应开始阶段反应速率不断加快，原因是 。 ③随着反应的不断进行，反应速率减慢，原因是 。 【答案】（1） A 反应温度 10.0 6.0 （2） a 快 镁与硫酸的反应是放热反应，温度升高，反应速率加快 硫酸的浓度逐渐减小 【解析】控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，利用定多变一来进行实验，对比实验1和实验2，二者温度不同，其他条件均相同，故V1=10.0，V2=10.0，V3=0；对比实验1和实验3，硫酸的浓度不同，其他条件相同，总体积相同V4=10.0，V5=6.0；影响反应速率的因素有温度和浓度。 （1）①根据物质的分类，酸是电离出来的阳离子全部都是氢离子的化合物，碱是电离出来的阴离子全部都是氢氧根离子的化合物，氧化物是指由两种元素组成其中一种是氧元素的化合物，盐是指金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子构成的化合物，则Na2S2O3属于盐，答案选A； ②硫代硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、硫沉淀、二氧化硫和水，反应的化学方程式为，故答案为：； ③实验1温度20℃，实验2温度40℃，实验1和实验2探究反应温度对化学反应速率的影响，因此其余实验条件相同，是10.0；实验1和3可探究硫酸浓度对反应速率的影响，其余实验条件相同，液体体积相同，因此V5=10.0-4.0=6.0，故答案为：反应温度；10.0；6.0； （2）①根据浓度对反应速率的影响可知，浓度越大反应速率越快，实验Ⅰ的硫酸浓度大于实验Ⅱ，则反应速率越快，单位时间内产生气体越多，则实验Ⅰ对应图中曲线a；图中曲线上的斜率表示单位时间内压强的变化量，斜率越大，说明反应速率越越快，故答案为：a；快； ②活泼金属与酸反应为放热反应，温度升高反应速率加快，实验Ⅱ对应曲线可知，反应开始阶段，反应速率不断加快，原因是：镁与硫酸反应是放热反应，温度升高，化学反应速率加快，故答案为：镁与硫酸反应是放热反应，温度升高，化学反应速率加快； ③随着反应的进行硫酸的浓度逐渐减小，反应速率减小，则随着反应的不断进行，化学反应速率减慢，故答案为：硫酸的浓度逐渐减小。 10．回答下列问题。 （1）已知Na2S2O3与硫酸的反应为Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，某研究小组为研究外界条件对化学反应速率的影响，设计实验如下，请回答下列问题。 实验 序号 反应温度 0.1mol/L Na2S2O3溶液 0.1mol/LH2SO4溶液 加入水的体积 出现浑浊的时间 ℃ mL mL mL s ① 20 2 2 0 t1 ② 40 2 V1 0 t2 ③ 20 1 2 V2 t3 实验①②研究的是 对化学反应速率的影响，V1= 。 实验①③研究的是 对化学反应速率的影响，V2= 。 （2）在密闭容器中发生下列反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)(正反应为放热反应)。起始时，n(H2)=amol，n(I2)=bmol。只改变表中列出的条件，其他条件不变，试将化学反应速率的改变填入相关的表格中(填“增大”“减小”或“不变”)。 编号 改变的条件 反应速率 ① 升高温度 ② 加入正催化剂 ③ 再充入amolH2 ④ 将容器的容积扩大到原来的2倍 ⑤ 保持容积不变，通入bmolNe 【答案】（1） 温度 2 浓度 1 （2） 增大 增大 增大 减小 不变 【解析】（1）实验①②中，只有温度不同，故研究的是温度对反应速率的影响，根据‘单一变量’的原则，为了保证实验①②溶液总体积相等，故V1=2； （2）实验①③，只有浓度不同，故研究的是浓度对反应速率的影响，溶液总体积相等，则V2=1； （2）①不论正反应吸热，还是放热，升高温度都能使化学反应速率增大，v（正）也增大，v（逆）也增大，但增大幅度不相同。若正反应放热，升高温度时，v（正）＜v(逆）；若正反应吸热，升高温度时，v（正）＞v（逆）；答案填增大；②若无特别声明，通常所说的催化剂即为“正催化剂”，加入催化剂，可同等程度地提高正、逆化学反应速率，答案填增大；③再充入a mol H 2 ，c（H 2 ）浓度增大，化学反应速率加快，答案填增大； ④扩大容器的容积，容器内各物质浓度（或压强）均减小，化学反应速率降低，答案填减小；⑤通入Ne（g），并未改变反应物的浓度和压强，化学反应速率不变，答案填不变。 建议时间：10分钟 1．（2024·浙江·高考真题）根据实验目的设计方案并进行实验，观察到相关现象，其中方案设计或结论不正确的是 实验目的 方案设计 现象 结论 A 探究和浓反应后溶液呈绿色的原因 将通入下列溶液至饱和： ①浓 ②和HNO3，混合溶液 ①无色变黄色 ②蓝色变绿色 和浓反应后溶液呈绿色的主要原因是溶有 B 比较与结合的能力 向等物质的量浓度的和混合溶液中滴加几滴溶液，振荡 溶液颜色无明显变化 结合的能力： C 比较与的酸性 分别测定等物质的量浓度的与溶液的 前者小 酸性： D 探究温度对反应速率的影响 等体积、等物质的量浓度的与溶液在不同温度下反应 温度高的溶液中先出现浑浊 温度升高，该反应速率加快 【答案】C 【解析】A．Cu和浓HNO3反应后生成二氧化氮，探究其溶液呈绿色的原因可以采用对比实验，即将NO2通入①浓HNO3，②Cu(NO3)2和HNO3混合溶液至饱和，现象与原实验一致，可以说明Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的主要原因是溶有NO2，故A正确； B．向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液，振荡，溶液颜色无明显变化，铁没有与SCN-结合而与F-结合，说明结合Fe3+的能力：F->SCN-，故B正确； C．不应该分别测定等物质的量浓度的与溶液的，因为铵根离子也要水解，且同浓度与的铵根离子浓度不等，不能比较，并且亚硫酸的酸性大于氢氟酸，结论也不对，故C错误； D．探究温度对反应速率的影响，只保留温度一个变量，温度高的溶液中先出现浑浊，能说明温度升高，反应速率加快，故D正确；故选C。 2．（2024·浙江·高考真题）酯在溶液中发生水解反应，历程如下： 已知： ① ②水解相对速率与取代基R的关系如下表： 取代基R 水解相对速率 1 290 7200 下列说法不正确的是 A．步骤I是与酯中作用 B．步骤III使I和Ⅱ平衡正向移动，使酯在溶液中发生的水解反应不可逆 C．酯的水解速率： D．与反应、与反应，两者所得醇和羧酸盐均不同 【答案】D 【解析】A．步骤Ⅰ是氢氧根离子与酯基中的作用生成羟基和O-，A正确；B．步骤Ⅰ加入氢氧根离子使平衡Ⅰ正向移动，氢氧根离子与羧基反应使平衡Ⅱ也正向移动，使得酯在NaOH溶液中发生的水解反应不可逆，B正确；C．从信息②可知，随着取代基R上Cl个数的增多，水解相对速率增大，原因为Cl电负性较强，对电子的吸引能力较强，使得酯基的水解速率增大，F的电负性强于Cl，FCH2对电子的吸引能力更强，因此酯的水解速率，C正确；D．与氢氧根离子反应，根据信息①可知，第一步反应后18O既存在于羟基中也存在于O-中，随着反应进行，最终18O存在于羧酸盐中，同理与18OH-反应，最终18O存在于羧酸盐中，两者所得醇和羧酸盐相同，D错误；故答案选D。 3．（2022·浙江·高考真题）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是    A．实验①，， B．实验②，时处于平衡状态， C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 【答案】C 【解析】A．实验①中，0~20min，氨气浓度变化量为2.4010-3mol/L-2.0010-3mol/L=4.0010-4mol/L，v(NH3)==2.0010-5mol/(L·min)，反应速率之比等于化学计量数之比，v(N2)=v(NH3)=1.0010-5mol/(L·min)，A正确；B．催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达到平衡时氨气浓度为4.0010-4mol/L，则实验①达平衡时氨气浓度也为4.0010-4mol/L，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，氨气浓度减小，因此实验②60min时处于平衡状态，根据等效平衡可以判断x<0.2，即x≠0.4，B正确；C．实验①、实验②中0~20min、20min~40min氨气浓度变化量都是4.0010-4mol/L，实验②中60min时反应达到平衡状态，实验①和实验②催化剂表面积相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，实验①60min时反应未达到平衡状态，相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，C错误；D．对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，说明相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大，D正确；答案选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 运用变量控制法的实验探究 建议时间：25分钟 突破一 化学反应条件的优化选择 1．下列各组反应(表中物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最大的是 选项 金属(粉末状) 酸的浓度 体积 反应温度 A 0.1molMg 3mol·L-1硫酸 10mL 70℃ B 0.1molMg 3mol·L-1盐酸 10mL 70℃ C 0.1molFe 3mol·L-1盐酸 10mL 60℃ D 0.1molMg 3mol·L-1硫酸 10mL 60℃ 2．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法一定不正确的是 组别 对应曲线 c(HCl)/ (mol·L－1) 反应温度/℃ 铁的状态 1 a 30 粉末状 2 b 30 粉末状 3 c 2.5 块状 4 d 2.5 30 块状 A.第4组实验的反应速率最慢 B．第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol·L－1 C．第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L－1 D．第3组实验的反应温度低于30 ℃ 3．下列四支试管中，分别盛有等量的锌、酸溶液，其中生成的反应速率最快的是 试管 酸及浓度 温度 锌的状态 ① 溶液 20℃ 粉末状 ② 溶液 40℃ 粉末状 ③ 溶液 40℃ 大块状 ④ 溶液 40℃ 粉末状 A．① B．② C．③ D．④ 突破二 “控制变量法”探究化学反应速率的影响因素 4．用溶液和溶液探究催化剂和浓度对化学反应速率的影响。 实验编号 溶液的体积 的体积 溶液/滴 ⅰ 2 0 0 ⅱ 2 0 2 ⅲ 1 1 2 下列分析不正确的是 A．通过观察产生气泡的快慢，比较反应速率的大小 B．对比ⅰ和ⅱ，可研究催化剂对分解速率的影响 C．对比ⅱ和ⅲ，可研究对分解速率的影响 D．实验ⅲ加入试剂的顺序是溶液、溶液、水 5．下列各组反应(表中物质均为反应物)刚开始时，放出速率最快的是 选项 金属(粉末状) 酸的浓度及体积 A ， 硫酸 B ， 硝酸 C ， 硫酸 D ， 盐酸 6．鲜榨苹果汁在空气中放置一段时间颜色会变深，其实质是苹果中的多酚在多酚氧化酶的催化下被氧气氧化生成醌类物质。设计实验探究影响苹果汁被氧化的条件， 实验记录如下表： 实验组别 实验步骤 温度 实验现象 ① 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中，再加入半片维生素C片 常温 较长时间不变色 ② 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中，再加入少量食盐 常温 较长时间不变色 ③ 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中 常温 慢慢变色 ④ 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中，加热 60℃ 很快变色 (查阅资料可知：①维生素C有较强的还原性；②多酚氧化酶是一种蛋白质) 根据上述实验记录，下列说法错误的是 A．通过①②③组实验对比可知，维生素C和食盐均可减缓苹果汁被氧化的速率 B．通过②③组实验对比可知，②中的多酚氧化酶在食盐作用下发生了变性 C．通过③④组实验对比可知，升高温度会加快苹果汁被氧化的速率 D．可以采取在苹果汁中加入柠檬汁的方法来减缓苹果汁被氧化的速率 7．研究化学反应速率和限度对促进生产具有重要的意义。回答下列问题： （1）利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为和，在密闭容器中充入一定量的NO和CO，发生反应的化学方程式为。下列不能说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。 a．CO的浓度不再改变 b．容器中混合气体的质量保持不变 c．NO、CO、、的浓度之比为2∶2∶2∶1 d．相同时间内，反应消耗2 mol NO同时消耗1 mol （2）将空气中久置的2.7 g铝片投入盛有500 mL 0.5 mol⋅L硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的坐标曲线来表示： ①曲线由O~a段不产生氢气的原因是 。 ②曲线由b~c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是 。 ③下列措施能提高氢气的反应速率的是 (填字母)。 A．降低温度 B．向溶液中加入铁粉 C．加入饱和氯化钠溶液 D．将0.5 mol⋅L硫酸换为0.1 mol⋅L硫酸 E．加入少量硫酸铜溶液 （3）某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，某同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。 混合溶液 A B C D E F 4 mol·L溶液/mL 30 30 30 30 饱和溶液/mL 0 0.5 2.5 5 10 20 /mL 17.5 10 0 ①完成此实验设计，其中： mL。 ②反应速率最慢的是 (填A~E组混合溶液字母)。 ③该同学最后得出的结论为：当加入少量溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的溶液超过一定量时，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： 。 突破三 “控制变量法”在生产中的应用 8．为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是 9．下列探究影响化学反应速率的因素的实验设计不合理的是 选项 影响因素 实验设计 A 温度 在两支大小相同的试管中均加入 溶液，待试管中有适量气泡出现时，将两支试管分别浸入冷水和热水中，观察现象 B 浓度 常温下，将形状相同的铁片分别加入盛有 和 硫酸的大小相同的试管中，观察现象 C 催化剂(Fe3+) 相同温度下，在两支大小相同的试管中均加入 溶液，待试管中有适量气泡出现时，向其中一支试管中加入 溶液，另一支试管不加任何试剂，观察现象 D 固体表面积 相同温度下，在两支大小相同的试管中均加入 盐酸，再分别加入质量相同但颗粒不同的大理石碎块，观察现象 10．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。按照如下方案完成实验。 反应物 催化剂 温度 ① 10 mL 10% H2O2溶液 无 25 ℃ ② 10 mL 20% H2O2溶液 无 25 ℃ ③ 10 mL 20% H2O2溶液 无 40 ℃ ④ 10 mL 20% H2O2溶液 1～2滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液 40 ℃ 通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图所示。 回答下列问题： （1）代表实验①的图示是_______________________________。 （2）对比实验③和④的目的是________________。 （3）通过上面对比实验，所得出的实验结论是_________________________________。 10．某小组以H2O2分解为例，探究外界条件对反应速率的影响。在常温下按照如表所示的方案完成实验。 实验编号 反应物 催化剂 ① 10mL2%H2O2溶液 1mL0.1mol•L﹣1FeCl3溶液 ② 10mL5%H2O2溶液 1mL0.1mol•L﹣1FeCl3溶液 ③ 10mL5%H2O2溶液+1mLH2O 1mL0.1mol•L﹣1FeCl3溶液 ④ 10mL5%H2O2溶液+1mL浓HCl溶液 1mL0.1mol•L﹣1FeCl3溶液 ⑤ 10mL5%H2O2溶液+1mL浓NaOH溶液 1mL0.1mol•L﹣1FeCl3溶液 ⑥ 10mL5%H2O2溶液+1mLH2O 0.1g块状MnO2 ⑦ 10mL5%H2O2溶液+1mLH2O 0.1g粉末状MnO2 （1）实验①和②的目的是_____。但在进行实验时，若不使用催化剂则无明显现象，从而无法得出结论，其可能原因是_____。 （2）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化关系如图1所示。分析该图能够得出的实验结论是_____。 （3）实验⑥、⑦中，测得实验⑦生成氧气的速率明显比实验⑥快，结果表明，催化剂的催化效果与_____有关。 （4）实验②中发生反应的化学方程式为_____。实验过程中放出气体的体积(标准状况)和时间的关系如图2所示。解释反应速率逐步变慢的原因_____。 建议时间：20分钟 1．下列各组反应(表中物质均为反应物)中，反应刚开始时放出H2速率最大的是 选项 金属(粉末状)/mol 体积/mL 酸浓度/mol•L-1 酸 反应温度/℃ A Mg 0.1 10 3 H2SO4 60 B Mg 0.1 10 3 HCl 60 C Fe 0.1 10 3 HCl 60 D Mg 0.1 10 6 HNO3 60 2．为了探究温度和浓度对化学反应速率的影响，某同学进行如下实验，并用秒表记录溶液褪色时间(溶液混合引起的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是 实验 序号 反应温度/℃ 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O 褪色时间/s V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL Ⅰ 20 10 0.001 10 0.10 0 t1 Ⅱ 20 10 0.001 5 0.10 V1 t2 Ⅲ 40 10 0.001 10 0.10 V2 t3 A．V1=5，V2=0 B．实验Ⅲ中，0~t3 s内的平均反应速率 C．实验Ⅰ和实验Ⅲ可探究温度对化学反应速率的影响 D．反应的离子方程式为 3．将一定物质的量的置于的恒容密闭容器中，只发生反应，在其他条件相同时，反应物的物质的量n随反应时间t的变化情况如表所示： 0 10 20 30 40 50 60 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50 1.2 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20 根据表中数据，下列说法正确的是 A．在实验1中，反应在内 B．根据实验1和实验2，可知反应恰好达到平衡状态的时间相同 C．根据实验2和实验3，可以说明浓度对反应速率的影响趋势 D．根据实验1和实验3，可得出温度越高，的分解率越大 4．为了研究一定浓度(可氧化成)的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，某化学学习小组对此进行实验探究，实验结果如图所示。下列说法错误的是 A．溶液的pH越小，的氧化率越大 B．温度越高，的氧化率越大 C．的氧化率只与溶液的pH和温度有关 D．实验说明降低溶液的pH、升高温度均有利于提高的氧化率 4．由下列生产或实验事实得出的相应结论不正确的是 事实 结论 A 其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，升高溶液的温度，析出硫沉淀所需时间缩短 当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快 B 工业制硫酸中，在SO3的吸收阶段，吸收塔里要装填瓷环 增大气液接触面积，使SO3的吸收速率增大 C 在容积可变的密闭容器中发生反应：2NH3(g) N2H4(l)＋H2(g)，把容积的体积缩小一半 正反应速率加快，逆反应速率减慢 D 向A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入2～3滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快 当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率 5．某小组同学设计实验探究镁与铵盐溶液的反应，记录如下： 实验编号 ① ② ③ ④ 溶液种类 1 0.5 0.1 0.48 0.48 0.48 0.48 V(溶液) 100 100 100 100 实验现象 有气体产生，并产生白色沉淀 有气体产生，并产生白色沉淀 有气体产生，并产生白色沉淀 几乎看不到现象 6h时 433 255 347 12 根据上述实验所得结论正确的是 A．实验②中发生的反应为 B．由实验①、③可得，溶液中越大，反应速率越快 C．由实验①、②可得，溶液中阴离子的种类对产生的速率有影响 D．由实验①~④可得，溶液的越小，产生的速率越快 6．调控化学反应速率对日常生活和工农业生产都具有非常重要的意义，请回答一下问题。 （1）下列措施主要是通过影响浓度减缓化学反应速率的是 。 A．茶叶使用真空包装          B．用铁矿石炼铁的过程中将矿石粉碎 C．低温保存疫苗              D．氨在催化剂的作用下被氧化成 E．用锌粒代替镁粉制备氢气    F．工业上利用与反应制备时鼓入稍过量的空气 G．向食品袋中加入脱氧剂 （2）某同学探究与稀反应的速率影响因素时，设计了如下系列实验： 反应温度/℃ 溶液 稀 变浑浊时间 Ⅰ 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 Ⅱ 40 10.0 0.10 0.50 0 a Ⅲ 20 0.10 5.0 0.50 c ①发生反应的离子方程式为 。 ②实验Ⅰ、Ⅱ可探究温度对反应速率的影响，因此 。 ③实验Ⅰ、Ⅲ可探究 对反应速率的影响，因此 ， ；a c(填“大于”、“小于”或“等于”)。 ④实验Ⅲ中加入水的目的是 。 7．某同学利用铁与硫酸的反应，探究影响反应速率的因素(实验所用铁的质量相等且铁块的形状相同，硫酸均过量)，实验设计如表，回答下列问题： 实验编号 硫酸浓度/() 硫酸体积/mL 铁的状态 温度/K 1 1.00 40 块状 293 2 2.00 40 块状 293 3 2.00 40 粉末 293 4 2.00 40 块状 313 （1）若四组实验均以收集到448mL(折算为标准状况下)氢气为标准，则上述实验中还需要测定的数据是 。 （2）实验1和2是探究 对该反应速率的影响；实验 和 是探究温度对该反应速率的影响。 （3）根据实验测得的在不同时间t产生氢气体积V的数据，绘制得到图甲，则曲线c对应的实验组别是 。根据实验数据，该同学发现对于每一组实验，产生氢气的速率v随时间t变化情况如图乙所示，其中速率变化的主要原因是 。 （4）实验4如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不影响产生氢气的量，你认为下列措施可行的是 (填序号)。 A．加蒸馏水  B．减小压强  C．加入  D．加固体  E．加入氯化钠溶液 （5）进行实验3时，若将稀硫酸改为40mL 4.0mol/L盐酸(其他条件不变)，发现盐酸中放出气泡的速率明显比硫酸快。你认为可能的原因是 (忽略温度对反应速率的影响)。 （6）铁与硫酸的反应制取氢气的实验中，发现加入少量溶液时，生成氢气的速率会大大提高，请分析主要原因： 。 8．某化学兴趣小组利用实验探究物质的性质和变化。 I.甲同学为了探究影响化学反应速率的因素，做了以下实验。用三支试管各取5.0mL、0.01mol•L-1的酸性KMnO4溶液，再分别滴入0.1mol•L-1H2C2O4溶液，实验报告如表。 实验编号 0.01mol•L-1酸性KMnO4溶液 0.1mol•L-1H2C2O4溶液 水 反应温度/℃ 溶液颜色褪至无色所需时间/s 1 5.0mL 5.0mL 0 20 125 2 5.0mL 4.0mL V1 20 320 3 V2 5.0mL 0 50 30 分析实验设计方案和表格中的数据，完成下面的问题： （1）实验1、3研究的是 对反应速率的影响。 （2）表中V1= mL。 （3）实验3用KMnO4表示的反应速率为 mol•L-1•min-1。 （4）研究发现KMnO4溶液的酸化程度对反应的速率也有较大影响，用不同浓度的硫酸进行酸化，其余条件均相同时，测得反应溶液的透光率(溶液颜色越浅，透光率越高)随时间变化如图所示，由此得出的结论是 。 Ⅱ.利用如图装置(加热及夹持装置已略)可验证元素非金属性的强弱。 （5）乙同学欲验证非金属性N＞C＞Si，在B中加大理石，C中加入硅酸钠溶液，观察到C中有白色胶状沉淀产生。 ①装置A中药品是 (写化学式)。 ②丙同学认为不能证明得电子能力C＞Si，理由是 ，经改进后，C中反应的化学方程式为 。 （6）丁同学欲验证非金属性Cl＞Si，在A中加入浓盐酸，B中加入二氧化锰，C中加入硫化钠溶液。 ①C中现象是 。 ②该实验不足之处是 。 9．某课外兴趣小组实验探究影响化学反应速率的因素。 （1）硫代硫酸钠()俗称大苏打、海波，广泛应用于照相定影等领域.乙同学利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计了如下系列实验： 实验序号 反应温度/℃ 溶液 稀硫酸 V/mL V/mL V/mL 1 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 40 0.10 0.50 3 20 0.10 4.0 0.50 ①从物质类别的角度分析，硫代硫酸钠()属于 (填字母)。 A．盐　　　B．碱　　　C．酸　　　D．氧化物 ②已知硫代硫酸钠与硫酸反应有刺激性气味气体和黄色沉淀产生，请写出相应的化学反应方程式： 。 ③该实验1和2可探究 对反应速率的影响，因此是 .实验1和实验3可探究硫酸浓度对反应速率的影响，因此 。 （2）为更精确地探究浓度对反应速率的影响，小组同学利用压强传感器等数字化实验设备，探究镁与不同浓度硫酸的反应速率，两组实验所用药品如下，实验结果如图所示。 实验序号 镁条的质量/g 硫酸 浓度 体积/mL I 0.01 1.0 2 II 0.01 0.5 2 ①实验I对应图中曲线 (填字母)；图中曲线上的斜率越大，说明反应速率越 (填“快”“慢”或“无法确定”)。 ②分析实验II对应曲线可知，反应开始阶段反应速率不断加快，原因是 。 ③随着反应的不断进行，反应速率减慢，原因是 。 10．回答下列问题。 （1）已知Na2S2O3与硫酸的反应为Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，某研究小组为研究外界条件对化学反应速率的影响，设计实验如下，请回答下列问题。 实验 序号 反应温度 0.1mol/L Na2S2O3溶液 0.1mol/LH2SO4溶液 加入水的体积 出现浑浊的时间 ℃ mL mL mL s ① 20 2 2 0 t1 ② 40 2 V1 0 t2 ③ 20 1 2 V2 t3 实验①②研究的是 对化学反应速率的影响，V1= 。 实验①③研究的是 对化学反应速率的影响，V2= 。 （2）在密闭容器中发生下列反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)(正反应为放热反应)。起始时，n(H2)=amol，n(I2)=bmol。只改变表中列出的条件，其他条件不变，试将化学反应速率的改变填入相关的表格中(填“增大”“减小”或“不变”)。 编号 改变的条件 反应速率 ① 升高温度 ② 加入正催化剂 ③ 再充入amolH2 ④ 将容器的容积扩大到原来的2倍 ⑤ 保持容积不变，通入bmolNe 建议时间：10分钟 1．（2024·浙江·高考真题）根据实验目的设计方案并进行实验，观察到相关现象，其中方案设计或结论不正确的是 实验目的 方案设计 现象 结论 A 探究和浓反应后溶液呈绿色的原因 将通入下列溶液至饱和： ①浓 ②和HNO3，混合溶液 ①无色变黄色 ②蓝色变绿色 和浓反应后溶液呈绿色的主要原因是溶有 B 比较与结合的能力 向等物质的量浓度的和混合溶液中滴加几滴溶液，振荡 溶液颜色无明显变化 结合的能力： C 比较与的酸性 分别测定等物质的量浓度的与溶液的 前者小 酸性： D 探究温度对反应速率的影响 等体积、等物质的量浓度的与溶液在不同温度下反应 温度高的溶液中先出现浑浊 温度升高，该反应速率加快 2．（2024·浙江·高考真题）酯在溶液中发生水解反应，历程如下： 已知： ① ②水解相对速率与取代基R的关系如下表： 取代基R 水解相对速率 1 290 7200 下列说法不正确的是 A．步骤I是与酯中作用 B．步骤III使I和Ⅱ平衡正向移动，使酯在溶液中发生的水解反应不可逆 C．酯的水解速率： D．与反应、与反应，两者所得醇和羧酸盐均不同 3．（2022·浙江·高考真题）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是    A．实验①，， B．实验②，时处于平衡状态， C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $