專題突破（二）控制變量法探究外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響

第二章

化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡一、“控制變量法”解題思維模板探究變量定量探究?jī)?nèi)容溫度溫度不同H2O2的濃度相同

二、

教材實(shí)驗(yàn)分析探究變量定量探究?jī)?nèi)容濃度濃度不同溫度和FeCl3溶液的濃度、體積相同

催化劑催化劑不同溫度和H2O2濃度、體積相同

注意問題①確定變量。②控制變量：要探究的因素(如催化劑)不同，其余的因素(濃度、溫度、壓強(qiáng)、固體物質(zhì)的表面積等)要完全相同。③探究不同催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響，加入催化劑的體積要相同，可保證加入催化劑后過氧化氫的濃度相同；對(duì)比實(shí)驗(yàn)中加入相同體積的水也是為了保證過氧化氫的濃度相同。④若探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，則必須在混合前將溶液加熱(或降溫)到所需要的溫度。針對(duì)練1.某探究小組用HNO3與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減少的方法，研究影響反應(yīng)速率的因素。所用HNO3濃度為1.00mol·L－1、2.00mol·L－1，大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為298K、308K，每次實(shí)驗(yàn)HNO3用量為25.00mL、大理石用量為10.00g。請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑钊雽?duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào)。實(shí)驗(yàn)編號(hào)T(K)大理石規(guī)格HNO3濃度(mol·L－1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑?98粗顆粒2.00(Ⅰ)實(shí)驗(yàn)①和②探究HNO3濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響；(Ⅱ)實(shí)驗(yàn)①和____探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響；(Ⅲ)實(shí)驗(yàn)①和____探究大理石規(guī)格(粗、細(xì))對(duì)該反應(yīng)速率的影響②

③

④

298粗顆粒1.00308粗顆粒2.00298細(xì)顆粒2.00③④實(shí)驗(yàn)①和②探究HNO3濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響，其他條件應(yīng)相同而HNO3濃度不同，故實(shí)驗(yàn)②HNO3濃度應(yīng)為1.00mol·L－1。實(shí)驗(yàn)①和③探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，除了溫度不同，其他條件要保持一樣。實(shí)驗(yàn)①和④探究大理石規(guī)格(粗、細(xì))對(duì)反應(yīng)速率的影響，因此要求二者大理石的規(guī)格不同，一個(gè)用粗顆粒，另一個(gè)用細(xì)顆粒。針對(duì)練2.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A.實(shí)驗(yàn)中可通過記錄溶液出現(xiàn)渾濁所需時(shí)間來判斷反應(yīng)速率的大小B.實(shí)驗(yàn)①②探究的是濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響C.實(shí)驗(yàn)①③探究的是溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響D.實(shí)驗(yàn)③反應(yīng)速率最快實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度/℃硫酸Na2S2O3溶液①252mL0.01mol/L1mL0.01mol/L②252mL0.01mol/L1mL0.02mol/L③502mL0.01mol/L1mL0.02mol/L√該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理是Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，反應(yīng)中生成硫單質(zhì)，硫單質(zhì)不溶于水，故實(shí)驗(yàn)中可通過記錄溶液出現(xiàn)渾濁所需時(shí)間來判斷反應(yīng)速率的快慢，A項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)①②中溫度、c(H2SO4)均相同，c(Na2S2O3)不同，故實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄繚舛葘?duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，B項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)①③中c(H2SO4)相同，c(Na2S2O3)不同、溫度不同，故不能探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，C項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)③中反應(yīng)物c(Na2S2O3)大，溫度高，所以反應(yīng)速率最快，D項(xiàng)正確。針對(duì)練3.草酸(H2C2O4)是一種易溶于水的二元有機(jī)弱酸，常用作還原劑、沉淀劑等，可與酸性KMnO4溶液發(fā)生反應(yīng)，以下為探究外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響。請(qǐng)回答下列問題：(1)硫酸酸化的高錳酸鉀溶液與草酸溶液反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________________。實(shí)驗(yàn)編號(hào)0.01mol·L－1H2C2O4溶液/mL0.01mol·L－1KMnO4溶液/mL3.0mol·L－1稀H2SO4/mL水/mL溫度/℃溶液顏色褪至無色所需時(shí)間/min112.02.03.03.020t126.02.03.0V120t23V22.03.09.030t3KMnO4溶液與H2C2O4發(fā)生氧化還原反應(yīng)，MnO變?yōu)镸n2＋，而H2C2O4被氧化變?yōu)镃O2，離子方程式為2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O；(2)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V1＝______，V2＝______。實(shí)驗(yàn)編號(hào)0.01mol·L－1H2C2O4溶液/mL0.01mol·L－1KMnO4溶液/mL3.0mol·L－1稀H2SO4/mL水/mL溫度/℃溶液顏色褪至無色所需時(shí)間/min112.02.03.03.020t126.02.03.0V120t23V22.03.09.030t3該實(shí)驗(yàn)1、2、3做對(duì)比探究H2C2O4的濃度和溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，保證溶液的體積一致，控制單一變量。實(shí)驗(yàn)1中溶液總體積為(12.0＋2.0＋3.0＋3.0)mL＝20.0mL，則V1＝(20.0－3.0－2.0－6.0)mL＝9.0mL、V2＝(20.0－3.0－2.0－9.0)mL＝6.0mL；9.06.0(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)1、2可探究_____對(duì)反應(yīng)速率的影響。實(shí)驗(yàn)編號(hào)0.01mol·L－1H2C2O4溶液/mL0.01mol·L－1KMnO4溶液/mL3.0mol·L－1稀H2SO4/mL水/mL溫度/℃溶液顏色褪至無色所需時(shí)間/min112.02.03.03.020t126.02.03.0V120t