1、高考提分微课(11) 控制变量探究影响化学反应速率的因素,-2-,在研究影响化学反应速率的因素时,由于外界影响因素较多,为了搞清楚某个因素对化学反应速率的影响,均需控制其他因素相同或不变,再进行实验。因此,常用控制变量的方法解决该类问题。 1.常见考查形式 (1)以表格的形式给出多组实验数据,让学生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。 (2)给出影响化学反应速率的几种因素,让学生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。,-3-,2.解题策略 (1)确定变量。 解答这类题目时首先要认真审题,理清影响实验探究结果的因素有哪些。 (2)定多变一。 在探究时,应该先确定某些因素不变,只变化一种因素
2、,看这种因素与探究的问题存在怎样的关系;在确定一种因素产生的影响以后,再依次确定其他因素产生的影响,通过分析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。 (3)数据有效。 解答时注意选择数据(或设置实验)要有效,否则无法作出正确判断。,-4-,3.实例分析 探究温度、催化剂对反应2H2O2=2H2O+O2的影响,可以确定催化剂(是否加入MnO2)和温度(加热、常温)作为可变量,其他的则控制为不变量。,-5-,典例(2018湖南衡阳八中高三月考)铬是广泛存在于环境中的金属元素,在水体中主要以三价和六价铬的化合物为主,其中六价铬对人体有害。通常含六价铬的酸性工业废水的处
3、理流程为:,为进一步研究初始pH和草酸浓度对第步反应速率的影响,某学习小组设计对比实验如下表:,-6-,甲、乙两个实验中 随时间的变化如图所示:,(1)实验设计表中z= ; (2)实验甲中0t1时间段反应速率v(Cr3+)= molL-1min-1 (用含字母的代数式表示)。 (3)常温下,第步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下平衡: Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH-(aq),已知溶度积KspCr(OH)3=110-32 (molL-1)4,要使c(Cr3+)不高于10-5molL-1,溶液的pH应调至 。,-7-,-8-,跟踪训练 1.某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和
4、酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验如下:,-9-,(1)通过实验A、B,可探究出 (影响因素)的改变对反应速率的影响,其中V1= ,T1= ;通过实验 可探究出温度变化对化学反应速率的影响。 (2)若t18,则由实验A、B可以得出的结论是 ;利用实验B中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)= 。 (3)该反应中有无色无味气体产生且锰被还原为Mn2+,写出相应反应的离子方程式 。,-10-,(4)该小组的一位同学通过查阅资料发现,上述实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势如图所示,并认为造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒
5、子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊的作用,则该作用是 ,相应的粒子最可能是 。,答案 (1)浓度 1 293 B、C (2)其他条件相同时,增大反应物浓度、反应速率增大(其他合理说法也对) 8.310-4molL-1s-1 (3)2 +5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O (4)催化作用 Mn2+,-11-,解析 分析表中数据知,本实验是探究浓度、温度变化对反应速率产生的影响。实验中,探究浓度(温度)对反应速率的影响时,就要确保影响反应速率的其他因素相同。A、B两组实验,草酸浓度不同,故温度应相同,T1=293;为使A、B两组实验中KMnO4浓度相同,则溶液总体积均应为
6、6 mL,故V1=1。C组温度与另外两组不同,加水量与B组相同,故实验B、C是探究温度对化学反应速率的影响,因此V2=3。由A、B实验现象及浓度差异知,在其他条件相同的情况下,增大反应物浓度可加快化学反应速率。计算反应速率时,c(KMnO4)应是混合溶液中的浓度。利用实验B中数据计算,v(KMnO4)=0.02 molL-1210-3 L(610-3 L)8 s8.310-4molL-1s-1。,-12-,-13-,2.碘在科研与生活中有重要作用,某兴趣小组用0.50 molL-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20 molL-1K2S2O8溶液、0.10 molL-1Na2S2O3溶液等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。,-14-,(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:,表中Vx= ,理由是 。 (3)已知某条件下, 的浓度与反应时间t的变化曲线如图,若保持其他条件不变,请在坐标图中分别画出降低反应温度和加入催化剂时 与反应时间t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。,-15-,答案 (1)Na2S2O3 2 (2)2 保证其他条件不变,只改变反应物K2S2O8浓度,从而才能达到对照实验目的 (3),
