2022年高考化学二轮复习核心素养提升22 控制变量探究影响化学反应速率的因素 (含解析)

素养说明：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，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变，再进行实验，因此，常用控制变量思想解决该类问题。

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。

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，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，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，且变量统一，否则无法作出正确判断。

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。

[题型专练]

1.(2018·淮北质检)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：

(1)本实验待测数据可以是__________________________________________，

实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究________对锌与稀硫酸反应速率的影响。

(2)实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是____________________________________________。

写出有关反应的离子方程式_________________________________________。

解析　实验Ⅰ和实验Ⅱ中，锌的质量和状态相同，硫酸的浓度不同，实验Ⅲ和实验Ⅳ中加入硫酸铜，Cu2＋的氧化性强于H＋，首先发生反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的铜附着在锌表面，在稀硫酸溶液中构成原电池，加快锌失电子。但是加入的硫酸铜过多，生成的铜会覆盖在锌表面，阻止锌与稀硫酸进一步反应，产生氢气的速率会减慢。(1)本实验待测数据可以是“反应结束所需要的时间”或“相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间”，实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。(2)实验Ⅲ和实验Ⅳ加入的硫酸铜的质量不同，可以探究加入硫酸铜的量与反应速率的关系。

答案　(1)反应结束所需要的时间(或相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间)　硫酸浓度　(2)探究硫酸铜的量对反应速率的影响　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑

2.某兴趣小组用0.5 mol·L－1 KI、0.2 mol·L－1 K2S2O8、0.1 mol·L－1 Na2S2O3、0.2%淀粉溶液等试剂，探究反应条件对反应速率的影响。

已知：S2O＋2I－===2SO＋I2，I2＋2S2O===2I－＋S4O

(1)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＝________mL，理由是_______________________________________

_________________________________________________________________。

(2)已知某条件下，浓度c(S2O)～反应时间t的变化曲线如图所示，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c(S2O)～t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。

解析　(1)实验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应保证每组实验中其他物质的浓度相等，即溶液的总体积相等(即为20.0 mL)，从而可知Vx＝2.0。

(2)降低温度时，化学反应速率减慢，c(S2O)变化减慢。加入催化剂时，化学反应速率加快，c(S2O)变化加快，c(S2O)～t的变化曲线如图所示。

答案　(1)2.0　保证反应物K2S2O8的浓度改变，而其他物质浓度不变

(2)如图所示