第八章 热点强化课11 变星控制法探究影响化学反应速率的因素（配套教参）-【创新教程】2027年高考化学总复习大一轮讲义（人教版）

高考总复习化学 情试题·专练 A.E2=1.41eV B.步骤2逆向反应的△H=十0.29eV 4.(活化能大小判断)(2024·甘肃卷)甲烷在某含Mo C.步骤1的反应比步骤2快 催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列 D.该过程实现了甲烷的氧化 说法错误的是 解析：C[A.由能量变化图可知，E2=0.70eV一 过渡态1 (-0.71eV)=1.41eV,A项正确；B.由能量变化 0.70 E 图可知，步骤2逆向反应的△H=一0.71eV一 0.00 (-1.00eV)=+0.29eV,B项正确；C.由能量变 0=Mo=0 +CH4 过渡态2 化图可知，步骤1的活化能E1=0.70eV,步骤2的 -0.49 7 -0.71 运 HO-Mo-OCH3 活化能E=-0.49eV-(-0.71eV)=0.22eV,步 -1.00 Mo=0 骤1的活化能大于步骤2的活化能，步骤1的反应 +CHOH 步骤1 步骤2 比步骤2慢，C项错误；D.该过程甲烷转化为甲醇，属 反应过程 于加氧氧化，该过程实现了甲烷的氧化，D项正确。] 归纳提升·巧记 体系构建 核心巧记 1.化学反应速率计算的3个方法 内因：反应物的性质 △c△n 影响 浓度：增大浓度速率增大 (1)定义式法：0= △tV△t 因素 压强：对于有气体参加的反应： (2)比例关系式法：化学反应速率之比等于其化学计量 缩小容积，增大压强，速率增大 外因温度：升高温度速率增大 数之比。 催化剂：同等程度改变正、逆 (3)三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式 反应速率 测定、计算 或比例关系计算。 化学 其他：固体表面积等 反应 2.掌握1条规律 速率 概念：单位时间内反应物浓度 对于可逆反应mA(g)十nB(g)一一C(g),v(A): 的减小或生成物浓度的增加 v(B):(C)=△n(A):△n(B):△n(C)=△c(A): 表达式：wAc △c(B):△c(C)=m：n:p。 △t 3.理解影响化学反应速率的5个因素 单位：mol-L-1.s-1或molL-lmin-l 增大反应物浓度、增大气体反应物压强、升高温度、使 用催化剂、增大反应物表面积，化学反应速率均增大。 >热点强化课11》 变量控制法探究影响化学反应速率的因素 学生用书P231 热点突破 (1)确定变量 在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影 解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验 响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他 探究结果的因素有哪些。 因素相同或不变，再进行实验，因此，常用变量控制思 (2)定多变一 想解决该类问题。体现了科学探究与创新意识、证据 在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一 推理与模型认知的化学学科核心素养。 种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关 1.常见考查形式 系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析 (1)以表格的形式给出多组实验数据，让学生找出每 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。 组数据的变化对化学反应速率的影响。 (3)数据有效 (2)给出影响化学反应速率的几种因素，让学生设计 解答时注意选择数据（或设置实验）要有效，且变 实验分析各因素对化学反应速率的影响。 量统一，否则无法作出正确判断。 2.解题策略 ·296· 第八章化学反应速率与化学平衡 3.实例分析 V/mL 探究温度、催化剂对反应：2H2O2一2H2O+O2↑ 实验 NaNO,NH CI t/s 的影响，可以确定催化剂（是否加入MnO2)和温 编号 醋酸 水 溶液 溶液 度（加热、常温）作为可变量，其他的则控制为不 4.0 > 4.0 8.0 334 变量。 2 V2 4.0 4.0 V3 150 探究对象 2H2O2 =2H2O十O2个 83 的反应 3 8.0 4.0 4.0 4.0 4 12.0 4.0 4.0 0.0 38 控制的 催化剂 温度 可变量 ①V1= ,V3= ②该反应的速率方程为v=k·c"(NaNO2)· 控制的 浓度、温度等 浓度、催化剂等 不变量 c(NH,CI)·c(H),k为反应速率常数。利用实验 数据计算得m= (填整数)。 取相同量的 ③醋酸的作用是 取相同量的5% H,O,溶液于两支规 5%H,O2溶液 (5)如果用同浓度的盐酸代替醋酸进行实验1， NaNO2与盐酸反应生成HNO2,HNO2分解产生 格相同的试管中，向 于两支规格相 实验方案 同的试管中，给 等物质的量的两种气体，反应结束后，A中红棕色 其中一支试管中加入 其中一支试管 气体逐渐变浅，装置中还能观察到的现象有 少量MnO2,另一支 加热，另一支试 不加，在常温下观察 管不加热，观察 HNO2分解反应的化学方程式为 解析：(1)仪器A的名称为锥形瓶；(2)气体发生装 典题应用 置要检查装置的气密性，检查装置气密性的方法是 [例](2021·福建卷)NaNO,溶液和NH,C1溶液 关闭止水夹K,通过分液漏斗往A中加水，一段时 可发生反应：NaNO,十NH,CI△N,↑十NaC1+ 间后水难以滴入，则气密性良好；(3)若需控制体系 的温度为36℃，采取水浴加热使温度均匀平稳； 2HO。为探究反应速率与c(NaNO2)的关系，利 (4)①为探究反应速率与c(NaNO2)的关系， 用下列装置（夹持仪器略去）进行实验。 NH,C1浓度不变，根据数据3和4可知溶液总体积 为20mL,故V1为4mL;根据变量单一可知V2为 6.0mL,V3为6.0mL;②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， 搅拌 1和3所用的时间比≈：张活分新可知逢单和 实验步骤：往A中加入一定体积(V)的2.0mol·L1 浓度的平方成正比，故m=2;③醋酸在反应前后没 NaNO2溶液、2.0mol·L1NH,C1溶液和水，充分 变，是催化剂的作用，加快反应速率；(5)同浓度的 搅拌。控制体系温度，通过分液漏斗往A中加入 盐酸代替醋酸进行实验1，NaNO2与盐酸反应生成 1.0mol·L1醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出 HNO2,HNO2分解产生等物质的量的两种气体， 时，开始用排水法收集气体。用秒表测量收集 根据氧化还原反应可知反应的化学方程式为 1.0mLN2所需的时间，重复多次取平均值(t)。 2HNO2--NO个+NO2↑+H2O,反应结束后量 回答下列问题： 筒收集到NO,A中红棕色气体逐渐变浅，因为 (1)仪器A的名称为 NO2溶于水生成NO,颜色变浅，锥形瓶压强降低， (2)检查装置气密性的方法：关闭止水夹K, 导管里上升一段水柱。 答案：(1)锥形瓶(2)通过分液漏斗往A中加水， (3)若需控制体系的温度为36℃，采取的合理加热 一段时间后水难以滴入，则气密性良好(3)水浴 方式为 加热(4)①4.06.0②2③加快反应速率 (4)每组实验过程中，反应物浓度变化很小，忽略其 (5)量筒中收集到无色气体，导管里上升一段水柱 对反应速率测定的影响。实验数据如下表所示。 2HNO2--NO↑+NO2↑+H,O ·297· 高考总复习化学 对点集训 (2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设 1.已知：2KMnO4+5H2C2O4+3H2S),—2MnSO, 计的实验方案如下表： +K2SO,+10CO2个十8H,O。某化学小组欲探究 体积V/mL 实验 该反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响， 序号 K2S2Og Na,S2O3 淀粉 水 KI溶液 进行如下实验（忽略溶液体积变化）。 溶液 溶液 溶液 ① 10.0 0.01mol·L1 0.1mol·L1 0.0 4.0 4.0 2.0 水的体反应温反应时 编号 酸性KMn()溶 H,C,O,溶液 ② 积/mL度/℃ 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 间/mim 液体积/mL 体积/ml ③ 8.0 4.0 4.0 2.0 2 2 0 20 2.1 表中V,= mL,理由是 V 20 5.5 解析：(1)实验I和实验Ⅱ中，锌的质量和状态相 Ⅲ 2 V 0 50 0.5 同，硫酸的浓度不同，实验Ⅲ和实验V中加入硫酸 下列说法错误的是 铜，Cu2+的氧化性强于H,首先发生反应Zn十 A.V1=1,V2=2 Cu2+一乙n2+十Cu,生成的铜附着在锌表面，在稀 B.实验Ⅲ中用KMnO,浓度变化表示的反应速率 硫酸溶液中构成原电池，加快锌失电子。但是加入 (KMnO,)=0.02mol·L1·min 的硫酸铜过多，生成的铜会覆盖在锌表面，阻止锌 C.实验I、Ⅲ的目的是探究温度对化学反应速率的 与稀硫酸进一步反应，产生氢气的速率会减慢。 影响 ①本实验待测数据可以是“反应结束所需要的时 D.若改用0.1mol·L1酸性KMnO4溶液，将不 间”或“相同条件下产生等体积的氢气所需要的时 能达到实验目的 间”，实验I和实验Ⅱ可以探究硫酸的浓度对反应 解析：B[探究外界条件对化学反应速率的影响需 速率的影响。②实验Ⅲ和实验Ⅳ加入的硫酸铜的 保证唯一变量，则三组实验中溶液体积之和不变， 质量不同，可以探究加入硫酸铜的量与反应速率的 故V,=1,V,=2,A项正确；实验Ⅲ中用KMnO, 关系。 浓度变化表示的反应速率v(KMnO,）= (2)实验的目的是探究K,S,O。溶液的浓度对化学 0.01mol·L1x 反应速率的影响，故应保证每组实验中其他物质的 4=0.01mol·L1·minl, 浓度相等，即溶液的总体积相等（即为20.0mL), 0.5 min 从而可知V,=2.0mL。 B项错误；实验I、Ⅲ的唯一变量是温度，故实验目 答案：(1)①反应结束所需要的时间（或相同条件下 的是探究温度对化学反应速率的影响，C项正确； 产生等体积的氢气所需要的时间)硫酸浓度 该实验是根据酸性高锰酸钾溶液褪色时间来判断 ②探究硫酸铜的量对反应速率的影响Zn十Cu 反应快慢的，若改用0.1mol·L1酸性KMnO,溶 -Zn2+Cu,Zn+2H*-Zn2++H2 液，则高锰酸钾溶液过量，无法观察到溶液褪色，将 (2)2.0保证反应物K2S2O3浓度的改变，而其他 不能达到实验目的，D项正确。] 物质浓度不变 2.(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： 题后反思变量控制法解决问题的基本思路 明确： 「I、Ⅱ硫酸的浓度对反应速率的影响 纯锌粉2.0mol·L 硫酸铜 加入蒸 序号 温度（℃） 探究问题Ⅲ、Ⅳ硫酸铜的质量对反应速率的影响 (g) 硫酸溶液(mL) 固体(g) 馏水(mL) 5 2.0 50.0 25 0 0 寻找影响因素如：锌的质量、状态：硫酸的浓度、温 2.0 40.0 25 0 10.0 度；硫酸铜的质量 2.0 50.0 25 0.2 0 「I、Ⅱ锌的质量和状态；温度；疏酸铜 2.0 50.0 25 4.0 0 控制： 的质量 ①本实验待测数据可以是 :其他因素 Ⅲ、Ⅳ锌的质量和状态；硫酸的浓度； 实验I和实验Ⅱ可以探究 对锌与 L温度 稀硫酸反应速率的影响。 ②实验Ⅲ和实验V的目的是 改变： ,测定反应在不同条件下相同时间内产生 写出有关反应的离子方程式 研究因素【氢气的体积 298