专项突破4 控制变量法探究影响化学反应速率的因素-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

心专项突破4 控制变量法探究影 1.(2024·广东广州高一期末)基于Na2S203 溶液与H,S04溶液反应会出现浑浊，探究化 学反应速率的影响因素，实验过程中的数据 记录如下。下列说法不正确的是( 实验编号 1 2 3 水浴温度/℃ 40 20 20 40 NazS2Oa V/mL 2 2 1.5 溶液 c/(mol·L-1) 0.1 0.1 0.1 0.1 H2S04 V/mL 2 2 2 2 溶液 c/(mol·L1) 0.1 0.1 0.1 0. H20 V/mL 0 0 A.通过比较出现浑浊所需时间的长短判断 化学反应速率的快慢 B.该实验探究了温度、Na2S203溶液的浓度 对化学反应速率的影响 C.实验1需先将Na2S203溶液和H2S04溶 液混合，再水浴加热至40℃ D.若实验2和3是探究浓度对化学反应速 率的影响，则a=1 2.（2024·天津高一期末)在不同条件下，用 02氧化一定浓度FeCL2溶液的过程中所测 得的实验数据如图所示。下列分析或推测 不合理的是 ( A.0~8h内， Fe2+的氧化 ① ② 260- 率随时间 40- ①80C、pH=2.5 延长而逐 220 -②50C、pH=1.5 ③50C、pH=2.5 渐增大 6 8 时间几 B.氧化过程的离子方程式为4Fe2++0,+4H =4Fe3++2H20 C.由曲线①和③可知，温度越高，Fe2+的氧 化速率越快 08黑白题化学|必修第二册·RJ 向化学反应速率的因素 D.由曲线②和③可知，pH越大，Fe2+的氧化 速率越快 3. （2024·福建厦门高一月考)某同学探 究S0,与Fe3+盐溶液的反应，已知： Fe3++HS0?Fe(HS03)2+(红棕色) 实验 操作 现象 溶液中立即产生大 足量S0 量红棕色物质，5h ① 后溶液变为浅黄色， 5 mL I mol.L Fe(NO) 加入铁氰化钾溶液 (黄色) 产生蓝色沉淀 溶液中立即产生大 足量S0, 量红棕色物质，5h ② 后溶液几乎无色，加 5 mL 1 mol.L 黄色 入铁氰化钾溶液产 生大量蓝色沉淀 足量S0, 溶液中立即产生大 量红棕色物质，5h ③ 5 mL 1 mol.L- 后溶液变黄色（比① Fe(NO) 深)，加入铁氰化钾 与1滴浓硝酸混合 (无色) 溶液产生蓝色沉淀 结合上述实验，下列说法正确的是() A.S02与Fe3+氧化还原反应速率快于Fe3+ 与HS0,化合反应的速率 B.①②对照说明阴离子影响S0,与Fe3+反应 速率，但无法证明是NO,抑制反应进行 C.铁氰化钾溶液用于检验Fé2+，可用酸性 高锰酸钾溶液代替，现象为紫红色褪去 D.5h后③比①黄色更深，可证明NO,减慢 了Fe3+与S0,反应的速率 4.（2024·河南驻马店高一期末)室温下，为探 究纳米铁去除水样中SO?的影响因素，测 得不同条件下S02浓度随时间变化关系 如下图： 01 40 ② 0.0 02 46 81012 实验序号 ① ② ③ 水样体积/mL 50 50 50 纳米铁质量/mg P 2 2 水样初始pH 6 6 8 下列说法正确的是 ( A.其他条件相同时，适当增加纳米铁的质 量可加快反应速率 B.其他条件相同时，水样初始pH越 小，Se0?的去除效果越好 C.实验①中，0~2小时内平均反应速率 v(Se0)=2.0 mol L-1.h-1 D.实验③中，反应的离子方程式为2Fe +Se02+8H+=2Fe3++Se+4H,0 5.(2024·四川德阳高一期中)某化学小组欲 测定KClO,与NaHS0,反应的化学反应速 率，并探究影响其化学反应速率的因素，请 回答下列问题： I.该小组同学设计了3组实验，探究影响 化学反应速率的部分因素，具体情况如表 所示。 编号 1 2 3 0.1mol·L1KCl03 10 10 10 溶液体积/mL 0.3mol·L1NaHS0g 10 5 10 液体积/mL 加水的体积/mL 0 a 0 温度 25℃ 259℃ 60℃ (1)表中a= 通过实验1和实验3 可探究 对化学反应速率的影响。 (2)写出C10,与HS0,反应的离子方程式： Ⅱ.该小组同学依据实验1的条件进行反应 并测定其化学反应速率，所得数据如图 所示。 c(C1)/mol·L- 0.050 0.045 0.040 0.035 0.030 0.025 0.020 0.015 0.010 0.005 0.00 0123456789101112i/mim (3)该反应在0~4min的化学反应速率 v(NaHSO3)为 mol.L min1。 分析实验数据发现，反应过程中该反应的化 学反应速率先增大后减小，探究化学反应速 率先增大的原因，具体情况如表所示。 方案 1 该反应放热，使溶液 假设温度升高，化学反应 速率加快 向烧杯中加入另取10mL0.1mol·L1 10mL0.1mol·L1KCl0,溶液加入烧杯 实验KClO3溶液和10mL中，向其中加入少 操作0.3mol·L1NaHS03 量NaCl固体，再加 溶液，插入温度计， 入10mL0.3mol·L 测量温度变化 NaHSO,.溶液。 (4)方案2中的假设为 (5)除方案1、2中的假设外，还可提出的假 设是 (6)反应后期化学反应速率减小的主要原 因是 0 进阶突破·专项练093Cn[A1Cl4]+3e一3Cn+3A1CI:和电子守恒可知，石墨电极质量减 少0.3mol×169g·mol-1=50.7g,D错误。 6.C解析：由题图可知，放电时，锌为原电池负极，碱性条件下失去电 子发生氧化反应生成四羟基合锌酸根离子，电极反应式为Z-2e+ 40H一[Z(0H)4]2,右侧电极为正极，酸性条件下硝酸根离子 在正极得电子转化为铵根离子，电极反应式为N0,+8e+10H 一NH+3H20,H20在双极膜解离成H*和OH,H*通过阳离子交 换膜进人b室，OH通过阴离子交换膜进入a室。根据分析，A错 误；负极的电极反应式为Zn-2e+40H一[Zn(0H)4]2,每转移 0.2mol电子，负极减少0.1 mol Zn,即6.5g,B错误；根据分析，放电 时，总反应为60H+7H20+N03+4Zm一4[Zn(0H)4]2+NH, C正确：根据负极的电极反应式：Zn-2e+40H=[Zn(0H)4]2,a 室每消耗4 mol OH的同时有2 mol OH~通过阴离子交换膜进人a 室，放电一段时间后，OH浓度下降，所以pH会减小，D错误。 7.D解析：正极电极反应式为H202+2e=20H,每消耗3mol H202,转移的电子为6mol,A正确；电极b采用Mn02作正极，H202 发生还原反应，得到电子被还原生成OH,负极发生氧化反应生成 B02,电极反应式为BH4+80H-8e一B02+6H20,该电池总反应 方程式为NaBH4+4H202一NaB02+6H20,B正确：负极发生氧化 反应生成B02,电极反应式为BH4+80H-8e=B02+6H20,C正 确；原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则Na从 a极区移向b极区，D错误。 8.D解析：根据电池反应式可知，放电时，Na作负极，电极反应式 为Na-e一Na,碳纳米管为正极，正极上二氧化碳得电子和钠离 子反应生成碳酸钠和C,电极反应式为3C02+4Na++4e 2N2C03+C。放电时钠箔为负极，多壁碳纳米管为正极，而阳离子 向正极移动，则钠离子向多壁碳纳米管电极移动，A正确；由分析可 知，B正确；高氯酸钠-四甘醇二甲醚的特点是不与金属钠反应，而且 是强电解质，导电性好，难挥发，C正确；若生成的Na2CO3和C全部 沉积在电极表面，负极上钠失电子生成钠离子进入电解质，负极反应 式为Na-e=Na,当转移0.1mole时，负极质量减少为 0.1mol×23g·mol1=2.3名，正极增加的质量为碳酸钠和C的质 量，正极增加质量为01mC×2×106g·ml1+01m×1× 4 4 12g·mol1=5.3g+0.3g=5.6g,则正、负极质量差为5.6g+2.3g= 7.9g,D错误。 专项突破4控制变量法探究影响 化学反应速率的因素 1.C解析：实验1需要先将硫酸溶液加热至40℃，再加入硫代硫酸钠 溶液，C错误。 2.D解析：由曲线②和③可知，在相同温度、相同时间内，pH=1.5时的 Fe2+的氧化率高于pH=2.5时的Fe2+的氧化率，即pH越小，Fe2+的氧 化率越高，Fe2+的氧化速率越快，D错误。 3.B解析：实验①②③溶液中通入S0,都立即产生大量红棕色物质， 说明产生红棕色物质的反应速率快些，5h后溶液中加人铁氰化钾溶 液都产生蓝色沉淀，说明S0,与Fe3+的氧化还原反应速率慢些，A错 误：①与②的区别在阴离子的种类不同（一个是N0?、一个是CI), 5h后，①中溶液变为浅黄色，加人铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀， ②中溶液几乎无色，加入铁氰化钾溶液，产生大量蓝色沉淀，说明阴 离子种类对S0,与Fe3+氧化还原反应的速率有影响，但无法证明 是NO3抑制反应进行，B正确；铁氰化钾溶液用于检验F2+,+4价硫 也可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，现象为紫红色褪去， C错误：5h后③比①黄色更深，③和①的区别是③加入了1滴浓硝 酸，也有可能是H浓度的增大诚慢了SO2与Fe3+反应的速率， D错误。 4.A解析：综合分析实验①和②可知，在相同时间内，实验①中S0 浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加 快反应速率，A正确；综合分析实验②和③可知，在相同时间内，实验 ②中S0?浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小水样 初始pH,SeO的去除效果越好，但是当水样初始pH太小时，H浓 必修第二册·RJ 度太大，纳米铁与H反应速率加快，会导致与S0子反应的纳米铁 减少，因此，当水样初始pH越小时，SO?的去除效果不一定越好， B错误；实验①中，0~2小时内平均反应速率v(S0)= (5.0×10-3-1.0×10-3)mol·L-1 =2.0×10-3mol·L1·h1,C错误； 2h 实验③中水样初始pH=8,溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式中 不能用H*配电荷守恒，D错误。 5.(1)5温度(2)C10,+3HS0,=C1+3S02+3H*(3)0.0075 (4)反应生成的C1使反应速率加快(5)反应生成的H或S0子使 反应速率加快(6)反应物的浓度降低使反应速率减小 解析：(1)由图可知，实验1和实验2变量为NaHS03溶液的浓度，则 需要保持溶液总体积不变，则a=5;实验1和实验3变量为温度，则 可探究温度对化学反应速率的影响。（3)该反应在0~4mi的化学 反应速率(Cr)=4e=0.01mol·L =0.0025mol·L-1·min1,由 △ 4 min 速率之比等于系数比，v(NaHS03)=3v(C-)=0.0075mol·L1· min1。(4)方案2加入少量NaCl固体，增大氯离子浓度，所以方案2 中的假设为反应生成的C1使反应速率加快。(5)两个方案分别探 究了温度和氯离子对反应速率的影响，根据反应过程中存在的离子， 则还可以提出的假设是反应生成的H或SO?使反应速率加 快。(6)随着化学反应的进行，体系中反应物浓度降低，导致反应速 率减慢。 专项突破5化学反应速率和 平衡的图像分析 1.D 2.D解析：反应达到平衡之前，正反应速率大于逆反应速率，曲线M 代表正反应速率随时间变化的曲线，A正确：反应在t2时刻，正、逆反 应速率相等，达到化学平衡状态，B正确：在绝热恒容密闭容器内，随 着反应的进行，正反应速率增大，可知容器内温度升高，该反应为放 热反应，C正确；随着反应的进行，生成物浓度增大，1时Z的浓度小 于t2时Z的浓度，D错误。 3.A解析：a点未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率，A错误：b点 达到化学平衡，正、逆反应速率相等，净反应速率等于0，B正确：根据 速率之比等于化学计量数之比可知，X、Y、Z的化学计量数之比为 0.6:0.2:0.4=3:1:2,C正确：达到化学平衡时Y的浓度变化量 为0.2mol·L1,Y的转化率为40%，D正确。 4.C解析：2~t3时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，Z的物 质的量不再变化，A正确；任意时刻，化学反应速率之比等于化学计 量数之比，由方程式可知，v(X):v(Z)=1:2,故t2时，v(X): (Z)=1:2,B正确；2时开始，正、逆反应速率相等，达到了化学平 衡状态，即反应达到限度，C错误；反应物按n(X):n(Y)=1:3投 料，X与Y速率之比等于化学计量数之比为1：3，故随着反应的进 行（反应的时间相同），X与Y的转化率相等，D正确。 5.D解析：由题图可知，平衡后各物质含量均不为0，故反应为可逆反 应，反应中A、B、C、D改变的物质的量之比等于系数之比，即 △n(A):△n(B):△n(C):△n(D)=0.8mol:1.0mol:1.2mol: 0.8mol=4:5:6:4,则该反应的化学方程式为4A(g)+5B(s) 6C(g)+4D(g),A正确；反应前后气体的总的物质的量之比为 2.5mol:3.7mol,则反应达到平衡状态时混合气体的压强与起始时 的压强之比为37：25，B正确；由题图可知，2~3min内反应的速率 加快，若反应条件不改变，则在2~3min发生该变化的原因可能为生 成的产物充当了反应的催化剂，加快了化学反应速率，C正确：结 合A项所得化学方程式可知，2正(A)=3逆(C)时，即正(A): 逆(C)=3:2,不等于系数之比，不能成为平衡判断依据，故反应没 有达到化学平衡状态，D错误。 6.(1)0.0025增大不变(2)Y点温度较低时，反应速率较慢， 10min内无法达到平衡状态，温度高于84℃时，随着温度升高，反应 速率逐渐加快，10min可以达到平衡状态，故两条曲线开始重合 (3)2SCl2+2H20=S02+4HC1+S↓ 解析：(1)X点对应状态下，SCL2的转化率为50%，转化的SCl2为 黑白题52